TX500C型超低界面張力儀旋滴法基本原理

 TX500C型超低界面張力儀是根據(jù)國內(nèi)表面和膠體化學研究成果，綜合國內(nèi)外類似產(chǎn)品的優(yōu)點，采用計算機控制及多媒體技術(shù)于研發(fā)的產(chǎn)品。該儀器采用旋轉(zhuǎn)滴的方法，是測量液體的表面張力、液/液界面張力以及液/固接觸角的專用儀器。主要應用領(lǐng)域有：三次采油（化學驅(qū)）的室內(nèi)研究及現(xiàn)場監(jiān)測；表面活性劑、洗滌劑、乳狀液和泡沫的研究；燃料油、潤滑劑、油漆、油墨及涂料的研究；紙制品、感光材料、農(nóng)藥等方面的研究等。

1926年Harkins和Zollman發(fā)現(xiàn)在苯水體系中加入油酸鈉成0.1mol／dm3水溶液時，苯—水界面張力從35降至2.64mN／m(20℃)；若同時加入NaOH及NaCl分別達0.1mol／dm3濃度，則界面張力進一步降至0.04mN／m。現(xiàn)在一般把10-1到10-3mN／m算作低界面張力范圍，10-3mN／m以下的叫做超低界面張力。據(jù)信，Harkins和Zollman是第一次報告低界面張力現(xiàn)象的人。  次年(1927)Uren和Fahry指出原油開采時注水驅(qū)油的效率與液體表面張力成反比。這些現(xiàn)象并未得到很好的解釋，當時也未引起足夠的重視。究其原因，可能一則由于生產(chǎn)上尚無迫切要求；二則尚無好的測定低界面張力的方法，難于深入研究。到40年代，V啟動negut發(fā)展了測定界面張力的旋滴法，60年代用此法成功地測定出低達10-6mN／m的超低界面張力。與此同時，提高原油采收率的迫切要求大大促進了對低界面張力現(xiàn)象的研究。通常油田自噴和注水采油后仍有大量殘油滯留于地層中，它可能堵塞在巖石縫隙或土壤的毛細孔中，也可附著在巖石壁上，欲使之流動就需要降低油水界面張力。已有工作指出，使界面張力降低三個數(shù)量級可以使殘油體積減少一半，若使界面張力降低四個數(shù)量級，理論的注水驅(qū)油效率可達100％。這就是近幾十年來低界面張力問題引起極大興趣的主要原因。

旋滴法的基本原理

是根據(jù)Bashforth－Adams方程從滴的形狀和尺寸求出界面張力，通過旋轉(zhuǎn)使液滴處于一定的離心力場之中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可改變液滴的平衡形狀以便于測定。測定的方法是在樣品管中加入形成界面的兩液相，再使管以一定角速度自轉(zhuǎn)。在離心力、重力及界面張力的作用下，較輕的液體在較重的液體中形成一長橢球形或圓柱形液滴。

首先在旋轉(zhuǎn)管中形成一自由旋轉(zhuǎn)滴（或氣泡），即液滴兩端都不與固體接觸，在旋轉(zhuǎn)軸水平條件下測定液滴之長L（=2x0），寬D（=2y0），由下式計算界面張力：γ=1/4Δρω2y03f式中Δρ為兩液相或氣液兩相之間的密度差，ω為體系旋轉(zhuǎn)的角速度，f為校正系數(shù)，由L/D或x0/ y0決定。f校正系數(shù)表已在程序中編制。

2．當γ基本不變后，使旋轉(zhuǎn)軸傾斜約5度，使液滴與待測固體表面接觸，然后再調(diào)回水平狀態(tài)，穩(wěn)定后液滴的直徑的極大值D及接觸直徑Dc，令Rc=Dc/D及Λ=Δρω2y03/8γ則可由下列公式計算出外相液體在固定表面的接觸角θsinθ= Rc(1+Λ-ΛRc2)在接觸直徑大于D的情況下，需根據(jù)液滴輪廓線的拐點確定D。

技術(shù)指標

1、測量范圍：100～10-7mN/m；
2、恒溫范圍：5℃～90℃（PID高精度電控溫和恒溫水浴控溫）；
3、溫度顯示范圍：0～99.9℃
4、溫度顯示精度：±0.1℃；
5、讀數(shù)范圍：0～4mm（提供內(nèi)徑2mm、4mm高純度石英管）；
6、通信接口：USB接口或COM接口；
7、圖象采集方式： USB制式相機；
8、轉(zhuǎn)速：1000～10000轉(zhuǎn)／分，轉(zhuǎn)速控制精度小于0.1%；
9、讀數(shù)測量精度：0.001mm；
10、結(jié)果程序窗口：圖片與數(shù)據(jù)窗口可同時顯示；
11、數(shù)據(jù)存儲方式：每次測量數(shù)據(jù)生成一個記錄集，可隨時進行數(shù)據(jù)檢測，可即時或定時拍照。

系統(tǒng)組成

TX500C型超低界面張力儀包括高速電機、樣品槽、鏡筒和CCD組成。