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LAUDA接触角测量仪之临界胶束浓度及测量 1

发布日期:2021-03-02      浏览次数:99
   当将表面活性剂连续添加到溶液中时,溶液的某些物理性质,例如表面张力、电导率等,会随着溶液中表面活性剂浓度的增加而明显变化。这些变化是由于游离表面活性剂分子的增加导致的,游离表面活性剂分子以游离物质的形式存在于溶液中和/或吸附在表面/界面层。
  开始时,添加的表面活性剂分子优先吸附在表面/界面上,以减小表面/界面(以及整个系统)的自由能;随着浓度继续增加,表面活性剂分子的表面/界面覆盖率逐渐接近其饱和度。当表面活性剂浓度达到这个水平时,额外添加的表面活性剂分子开始在溶液中自发形成胶束,以降低系统的总能量。临界胶束浓度(CMC)是胶束开始形成、并且所有额外添加的表面活性剂都会形成胶束的,那一点的表面活性剂浓度。
  在到达CMC之前,表面张力受表面活性剂浓度的强烈影响。达到CMC之后,即便进一步增加表面活性剂的浓度,表面张力也相对稳定。CMC是用于测量和表征表面活性剂的重要参数,必须通过实验来确定。 其值还取决于温度、压力以及其他表面活性物质和电解质的存在。通常采用筛选程序来寻找到特定条件下较为合适的配方。
  在可用于测定CMC的方法中,比较常用的是基于表面/界面张力(IFT)测量的方法。通常使用基于Du Noüy环法或Wilhelmy板法的力学张力仪,来测定IFT。然而,无论是Wilhelmy板法还是Du Noüy环法都不适合于测量含有表面活性剂的溶液。板法遇到的问题是表面活性剂分子会吸附在Wilhelmy板金属(通常是铂金)表面上,这会引起明显的测量误差,甚至可能会影响溶液中表面活性剂的浓度。环法原则上仅适用于单组分(即纯净)液体。当样品包含表面活性剂时,通常难以彻底清洁环,此外,也不可能获得与特定的动态或平衡状态相对应的表面张力值。
  与这些传统方法形成鲜明对比的是,LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用光学悬滴分析(PDA)法测量临界胶束浓度(CMC),光学悬滴分析方法在准确性、可靠性、方便性和对包含各种表面活性剂的溶液的适用性,以及自动化程度方面,都显示出明显的优势。这是与测定CMC有关的一些功能:
  1)较高的和相对精密度:0.1%或0.01%(相对);
  2)非常广泛的测量范围:从约10-3到几千mN/m;
  3)完美的适用于测量表面和界面张力;
  4)涵盖了一个巨大的时间跨度:从界面形成后不久(约50毫秒)到几乎无限。所有与时间相关的(IFT)值都可以从单个液滴/界面获得;
  5)形成的液体界面与固体载体表面之间的接触面积很小(可忽略),这大大减少了由于表面活性剂分子吸附到固体表面上而引起的问题;
  6)可进行全自动测量:全自动悬滴分析(faPDA)。

LAUDA接触角测量仪

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