表面張力值是表征液體材料基本物性的關(guān)鍵指標,長期以來,表面張力的測量通常采用表面張力儀。
通常情況下,我們所指稱的表面張力值的測量是通過將環(huán)浸入液體后再拉回,并取最大值,采用修正因子修正后得到表面張力值;或,通過將鉑金板浸入到液體里后,再拉回,測試一段時間的表面張力值后,求平均值。
如上的測量方法對于通常情況下的低粘度樣品、穩(wěn)定性較好的樣品、非表面活性劑體系、非有粘度樣品而言,比如水、酒精等測值的數(shù)據(jù)重復(fù)性和穩(wěn)定性均表現(xiàn)良好。但是,對于應(yīng)用到實際測試表面張力值,并進而將表面張力值進行應(yīng)用于實際研發(fā)或品質(zhì)控制時,其效果并不理想。
一個典型的表面張力儀應(yīng)用的失敗案例是墨水或涂料的表面張力測值。通常一些仿制墨水或涂料廠商的研發(fā)部分擬通過表面張力值的測量,實現(xiàn)復(fù)制墨水或涂料的目的。但是,通過實際應(yīng)用效果來看,表面張力值測值結(jié)果非常接近的情況下,其應(yīng)用效果經(jīng)常出現(xiàn)明顯不同。
通常情況下,非專業(yè)的界面化學(xué)儀器廠商會建議考慮接觸角儀,并通過墨水或涂料的色散力或極性力的組份來判斷效果是否一致。但是,這種表征技術(shù)通常出現(xiàn)如下三個方面缺點:
1、如果通過接觸角測值結(jié)果來表征的話,由于底材本身存在的化學(xué)多樣性、異構(gòu)性或表面粗糙度會影響到接觸角的測值結(jié)果,因而,測得的接觸角值的結(jié)果其重復(fù)性和可比性就比較差,表征的可靠性就會降低;
2、如果想通過測試色散力或極性力值或其分布來評估不同的液體,事實上科學(xué)性不夠的。因為墨水或涂料本身是復(fù)配體系,不能簡單的采用一個色散力或極性力的配比來表征。事實上,對于用戶的理解或?qū)嶋H意義的表達均存在很大困難。
3、測值的重復(fù)性比較差,可操作性差。
但是,表面張力測量技術(shù)的進步在于:對于絕大多數(shù)的非純樣品或膠體化學(xué)里的絕大多數(shù)樣品,包括表面活性劑體系、懸浮液體系等,均存在明顯的表面張力或界面張力三明治效應(yīng),即液體與空氣的表面,液體與底材的界面之間,其值會出現(xiàn)明顯的不同。