超低界面張力計の原理

超低界面張力計は主に2つの主要な部品から構成されている：毛細管、モーター、カメラを持つ機械部分と電源入力、電子部品及び温度表示を制御する電子モジュール部分。RS 232インタフェースを通じてビデオインタフェースとコンピュータを結合することができ、ソフトウェアを通じて回転速度を制御し、測定を行い、データと計算結果を記憶することができる。

超低界面張力計の原理：

恒温定圧下で単位界面面積を増加させた場合の系の自由エネルギーの増加量を界面張力と呼ぶ。この系は界面の両側の分子の界面上の分子に対する吸引力が異なることに由来する。通常の界面張力試験とは異なり、回転滴は低界面張力の分析を実現することができるが、通常の方法、例えば白金板法、白金環法ではこのような測定値を実現することはできない。

通常、10-2-10-1 mN/mの界面張力を低界面張力と呼び、10-3 mN/m以下の界面張力を超低界面張力と呼ぶ。

超低界面張力を測定するためには、平衡時の液滴の形状を測定しやすくするために、本来の重力と界面張力とのバランスを人為的に変更しなければならない。これは、系を回転させ、遠心力場の作用を増加させることによって実現することができる。これが超低界面張力計試験の原理である。

回転液滴方法

回転液滴法は0.000001 mN/mまで低い表面張力を測定できるようになった！この方法の測定原理は、液滴が自身の縦軸を中心に高速回転すると、濃厚な液体に充填された回転毛細管対称軸付近に付着した液滴が円筒状に形成されることに基づいている。液滴の体積及び回転速度が適切な場合、液滴の直径は界面張力とのみ関連する。一方、この液滴の形状に対する重力加速度の影響は微々たるものであった。液滴は回転軸上に安定して存在し、周囲の液体は密度が高いため外へ移動させられる。

かいめんちょうりょく

水や油のような2つの相溶しない液体が接触すると界面が生成されます。界面張力の大きさは界面面積の増加に必要な力に比例する。油滴を分散させることができる界面活性剤と協同剤を添加することにより、水中の油滴を安定させ、油滴の凝集を回避し、油水相互溶解、すなわち油水エマルジョンの形成を実現することができる。家庭用洗浄剤を用いて硬い表面上の油脂を拭き取る過程及び第三紀石油回収技術を用いて地下岩石油層から石油を抽出する方法は、油脂と界面活性剤を含む水との表面張力を低下させることによって実現される。両者間の表面張力が小さいほど、抽出効率が高くなる。