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needle的材质与直径对悬滴法界面张力测值的影响

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近期,我们对一些已知表面张力值的样品采用了各种直径包括0.3、0.5、0.9、1.8、2.1mm的needle进行了测值,终结果显示:

1、针管Needle的直径在界面张力测试时,为了有效的形成一个悬滴需要考虑不同直径的Needle。2、Needle的直径不会影响到表面或界面张力测值,但前提条件是无论何种直径条件下,液滴的外形应符合Young-lapalace方程的边界条件,即可形成一个有一定重力影响Pendant Drop。且从现有的实验结果来看,根本不需要如其他拟合技术时需要一个粗Needle(如1.8mm),且液滴要求为100uL左右。这样的测试只能说明一个问题,在粗针头的情况下,由于针头本身的表面能影响,所以,要形成一个Pendant drop需要的液滴量比较大。
3、液体的表面张力或液液界面张力值是这些物质的本身性质,不应受Needle直径的影响。如果受影响,只能说明一个问题,就是其基于的Young-lapalace拟合技术可能存在某种缺陷。在一个技术文献中,其提出的一个参考数据比较有意思,其基本概念是,如果知道一个表面张力值除以密度值的范围,那么应该选用相应直径的Needle。具体如下所示:

 γ (mN/m) /Δρ (g/ml)    10 ~ 20    20 ~ 30    30 ~ 50    50 ~ 75  
 o.d. (mm)    1.0 ~ 1.3    1.0 ~ 1.7    1.5 ~ 2.0    1.7 ~ 2.7  

这说明了3个问题:1、如果知道了表面张力除以密度的值,那么初步的B值就可以得到。根据悬滴法的精度问题,如果该软件做得一般一点,那么不用测试,就可以知道该液体的表面张力值了,何必再测?
2、如果是未知表面张力值的液体?那么按如上所述,至少一个Needle无法解决,看了一下,可能至少需要1.3和1.8mm的两个Needle都测试一下,但如果两个测值结果差别很大,如何判断?
3、被测试液体通常的混合液,且表面张力值未知,此时该技术的意义何在?
 所以,我们的结论是,真正的Young-lapalace拟合技术是不基于针头直径来判断如何测值的,其判断的依据一定是所有针头均可以。进而,也再一次印证了第四代Young-lapalace拟合技术的真实液滴法测试液液界面张力值以及液气界面张力值时可靠性。同时,也提醒客户一定要注意一下如上提及的有些厂家在技术中提及需要注意针头的直径时留一下心眼,以免采购了一个落后技术的仪器,从而在测试数据的可靠性上无法。 

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