界面張力

從廣義上講，界面張力被定義為增加兩個(gè)相鄰相之間的界面尺寸所必須消耗的力，這兩個(gè)相之間沒(méi)有完全混合。在狹義上，該術(shù)語(yǔ)涉及液/液和液/固相界，而對(duì)于液/氣界面，我們指的是表面張力，對(duì)于固/氣界面，我們指的是固體表面的自由能.

背景

作為單位面積功或每潤(rùn)濕長(zhǎng)度力的量度，界面張力的單位為 N/m或mN/m，并用符號(hào) σ 或 γ表示。

在相界處，與同相分子相互作用的總和大于與另一相分子相互作用的總和。因此，與體積相相比，界面處的分子具有更少的有吸引力的相互作用伙伴。因此，這些相在沒(méi)有外力作用的情況下形成盡可能小的界面。必須做一些工作才能增加接口的大小。

表面活性劑在兩個(gè)不混相液體界面間的定向吸附引起的界面張力,其值明顯低于這兩種液體的表面張力。顯示界面張力的體系通常由水、油、表面活性劑或表面活性混合物及鹽組成。通常界面張力的數(shù)值在10^-2~10^-1mN/m稱為低界面張力界面張力的數(shù)值在10^-3mN/m以下的界面張力叫做超低界面張力。

體積相和界面處的分子環(huán)境

與表面張力一樣，靜態(tài)界面張力（在機(jī)械不變界面的平衡狀態(tài)下測(cè)量）和動(dòng)態(tài)界面張力（在界面變化時(shí)測(cè)量）之間存在差異。

意義：

界面張力在不同相相互接觸的許多過(guò)程和現(xiàn)象中起著重要作用：

乳液和乳化性：界面張力影響乳化性和相分離的趨勢(shì)。

驅(qū)油（例如三次原油生產(chǎn)）：如果通過(guò)表面活性劑降低界面張力，則可以在用水驅(qū)油后移動(dòng)有機(jī)相。

疏水性液體的質(zhì)量測(cè)試：疏水性液體的老化通常與水界面張力的降低密切相關(guān)。在這種情況下，界面張力的測(cè)量是一項(xiàng)重要的質(zhì)量測(cè)試，例如變壓器油。

在固液相界的情況下，界面張力會(huì)影響界面接觸的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，例如在膠合和涂層過(guò)程中。

測(cè)量方法

液-液界面：

根據(jù) Du Noüy 的環(huán)法：在該方法中測(cè)量當(dāng)將環(huán)從一相移動(dòng)到另一相時(shí)由于抽出的液體薄層的張力而作用在潤(rùn)濕環(huán)上的力。

根據(jù) Wilhelmy 的平板法：在該方法中測(cè)量作用在垂直浸沒(méi)在下相中的可濕性平板上的力。

棒法：與平板法相同，采用潤(rùn)濕長(zhǎng)度較小的圓柱形棒進(jìn)行較小液體體積的測(cè)量。

液滴體積法：測(cè)量一滴液體在垂直毛細(xì)管處在另一種液體中脫離時(shí)的體積。

旋轉(zhuǎn)滴法：將填充有本體相和液滴相的水平毛細(xì)管旋轉(zhuǎn)設(shè)置。由離心力拉長(zhǎng)的液滴直徑與界面張力相關(guān)。

懸滴法：在大量液相中，針頭上的液滴形狀由界面張力等因素決定?？梢允褂靡旱涡螤罘治鰪囊旱螆D像確定界面張力。

液固界面：

接觸角的測(cè)量：除了它的表面自由能，固體與特定液體的界面張力也可以從各種液體與固體的接觸角來(lái)計(jì)算。