Анализ межфазного натяжения между минеральным маслом и водой включает в себя межмолекулярные силы, методы измерения и влияющие факторы. Ниже приведены основные выводы всестороннего исследования:
1. Природа и численный диапазон межфазного натяжения
Межфазное натяжение между минеральным маслом (неполярными углеводородами) и водой определяется в первую очередь различиями в межмолекулярных силах:
· Молекулы воды: Высокополярные, с водородными связями и ориентационными силами, проявляют поверхностное натяжение ~72 мН/м (20°C).
· Молекулы минерального масла: Неполярные, полагаются только на силы Ван-дер-Ваальса (силы дисперсии), обычно показывают поверхностное натяжение ниже 50 мН/м.
· Межфазное натяжение масло-вода: Обычно колеблется от 35 до 50 мН/м (например, 35,66 мН/м, измеренное в системе смазка-вода).
2. Методы измерения
Общие стандартные методы включают:
· Метод платинового кольца (метод кольца дю Нуи): Основан на GB/T 6541-1986, вычисляет межфазное натяжение путем измерения силы, необходимой для отрыва кольца от поверхности жидкости.
· Метод инъекции: Подходит для масел, менее плотных, чем вода (например, минеральных масел), регистрирует изменения межфазного натяжения с помощью тензиометра.
3. Влияющие факторы
| Фактор |
Механизм |
Пример данных |
| Температура |
↑Температура → Испарение легких компонентов масла → Снижение разницы межмолекулярных сил → ↓Межфазное натяжение |
Снижение ~1–2 мН/м на каждые 10°C повышения |
| Растворенный газ |
↑Растворенный газ → Расширение масляной фазы → Увеличение разницы межмолекулярных сил → ↑Межфазное натяжение |
Пики на уровнях насыщения газом |
| Полярные вещества |
Полярные добавки (например, оксигенаты) в масле → Снижение разницы межмолекулярных сил масло-вода → ↓Межфазное натяжение |
Снижение на 10–15% при 5% добавки |
4. Практическое применение
· Разделение масло-вода: Высокое межфазное натяжение (>30 мН/м) облегчает разделение фаз, в то время как низкое натяжение требует деэмульгаторов.
· Косметические составы: Эмульсии типа вода-в-масле нуждаются в поверхностно-активных веществах (например, HLB 3–6) для снижения межфазного натяжения до 10–20 мН/м для стабильной дисперсии.
5. Приборы и стандарты
· Межфазные тензиометры: например, тип KF100C, диапазон измерения 2–200 мН/м с погрешностью воспроизводимости <0,3%.
· Стандартные ссылки: GB/T 6541-1986 (метод кольца) и GB/T 7702.4-2013 (метод платиновой пластины).
Автоматический межфазный тензиометр SH107 разработан и изготовлен в соответствии с GB/T6514. Он измеряет поверхностное натяжение различных жидкостей (граница раздела жидкость-газ) и межфазное натяжение минерального масла и воды (граница раздела жидкость-жидкость) в неравновесных условиях кольцевым методом.
Прибор использует микропроцессорную технологию, имеет высокую степень автоматизации, прост в эксплуатации, надежен в работе, после того, как образец введен в чашку для образца, достаточно нажать кнопку «Пуск», прибор может автоматически завершить измерение образца и может автоматически рассчитать значение натяжения испытуемого образца в соответствии с конкретными параметрами ввода.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!