Introducción a la medición de la tensión superficial/interfacial de líquidos
La ciencia física define la tensión superficial como la tendencia a contraer y minimizar el área superficial de un líquido. Si la superficie se agranda mediante la formación de una lámina líquida, significa que la tensión superficial/interfacial es ejercida por una fuerza de tracción medible cuando el cuerpo de ensayo (como una placa de Wilhelmy o un anillo de Du Nouy) está en contacto con el líquido. Dentro del instrumento, esta fuerza se mide mediante un sistema de celda de carga de alta precisión, por lo que se puede calcular la tensión superficial/interfacial del líquido.
Con un tensiómetro también es posible medir la tensión interfacial entre dos líquidos cuando los cuerpos de ensayo no se funden. Dado que la tensimetría se basa en mediciones de fuerza, a diferencia del análisis óptico de gotas colgantes, no se requiere que uno de los líquidos sea transparente ni que el índice de refracción difiera entre ambos líquidos. Por tanto, la tensimetría es una alternativa conveniente a las mediciones ópticas de la tensión superficial e interfacial en muchos casos.
Medición de la CMC de tensioactivos
Los compuestos tensioactivos como los surfactantes constan de una parte hidrófila y una parte hidrófoba, por lo que preferentemente se adsorben en la interfase. Reducen la tensión superficial o interfacial, respectivamente, lo cual es crucial para un buen rendimiento de lavado o la estabilidad de la espuma. Existe un límite para el número de moléculas de surfactante que pueden acomodarse en un área superficial determinada. La única posibilidad para que las moléculas de surfactante «excedentes» protejan sus fracciones hidrófobas del agua es formar micelas. La concentración específica de surfactante alcanzada para iniciar la formación de micelas se denomina «concentración micelar crítica» (CMC). Esto puede determinarse fácilmente variando la medición de la concentración de surfactante: por debajo de la CMC, la tensión superficial disminuye al aumentar la concentración a medida que más y más moléculas de surfactante se adsorben en la superficie. Por encima de la CMC, los surfactantes añadidos solo se utilizan para formar micelas y la tensión superficial permanece constante.
Fenómeno de humectación
Mediante tensimetría también se pueden investigar la humectabilidad y el ángulo de contacto dinámico de muestras sólidas utilizadas como cuerpos de ensayo. Para ello, la muestra se sumerge en un líquido de tensión superficial conocida y se extrae de nuevo. En este caso, el sistema de pesaje detecta la flotabilidad y el peso de la lámina en tiempo real. Durante la evaluación, los efectos de flotabilidad pueden eliminarse de los datos para que el ángulo de avance de inmersión y el ángulo de retroceso de extracción puedan determinarse según la ecuación de Wilhelmy.
El método de la placa de Wilhelmy es un método consolidado para determinar la tensión superficial e interfacial utilizando tensiómetros. Este método utiliza una placa de Wilhelmy como cuerpo de ensayo. Suele estar hecha de platino-iridio y mide solo unos centímetros de largo y alto. La placa está conectada al sistema de pesaje del tensiómetro y se posiciona sobre la superficie del líquido de modo que forme una lámina del líquido. Se mide la fuerza sobre la lámina, que es igual a la parte vertical de la tensión causada por la tensión superficial. Junto con la definición de la tensión superficial como la tensión a cada lado de la longitud de la línea de contacto, esto produce la ecuación de Wilhelmy。
Componentes principales de alta calidad:
Los componentes principales de alta calidad garantizan una medición exacta. Cada instrumento está equipado con un sensor electromagnético de fuerza mecánico de alta precisión, y la máxima precisión de la tensión superficial puede alcanzar 0,001 mN/m. |
Con una pantalla táctil de 7 pulgadas, toda la información se muestra claramente en la pantalla y las operaciones se completan. El instrumento puede utilizarse sin ordenador durante la operación, y admite visualización intercambiable en chino e inglés. |
Según el principio de flotabilidad, el tensiómetro sumerge el objeto de volumen estándar en la muestra de ensayo y calcula el valor de densidad del líquido.
El tensiómetro cumple con la medición por método de placa/método de anillo, la lectura directa de datos no requiere cálculo, y el tamaño y el proceso de diseño de placa/anillo cumplen las normas nacionales/internacionales. |
Según el principio de flotabilidad, el tensiómetro sumerge el objeto de volumen estándar en la muestra de ensayo y calcula el valor de densidad del líquido. |
La iluminación en la amplia zona de medición, que ilumina la superficie de la muestra así como el cuerpo de medición, facilita enormemente el posicionamiento de la muestra. |
Ricos accesorios opcionales, una variedad de accesorios disponibles para satisfacer muchas necesidades más allá de los ensayos rutinarios. |
Métodos flexibles y versátiles de medición de la tensión superficial/interfacial
El tensiómetro de la serie Q proporciona muchos módulos de expansión para ampliar el ámbito de aplicación del instrumento, que se utiliza para medir diversas características de superficies e interfases, lo que mejora enormemente la flexibilidad de su uso. El principio de medición principal es obtener con exactitud la fuerza entre el accesorio de medición o la muestra a medir cuando es humedecida por el líquido. El instrumento utiliza métodos estándar que incluyen el método del anillo de Du Noüy y el método de la placa de Wilhelmy para medir la tensión superficial e interfacial de los líquidos. Además, el instrumento puede utilizarse para medir con exactitud la densidad de líquidos con los accesorios opcionales necesarios.
★La amplia sala de muestras está equipada con una puerta corredera de vidrio transparente, que puede proteger la sala de las corrientes de aire perturbadoras. Un nivel electrónico integrado ayuda al ajuste preciso de la plataforma de muestras para una medición de fuerza precisa.
★El programa de medición integrado puede controlar la plataforma de muestras para garantizar que no haya interferencia humana en el proceso de medición. La velocidad de funcionamiento puede ajustarse según los requisitos experimentales y puede repetirse con exactitud. El uso de un accionamiento dinámico y de funcionamiento suave elimina las vibraciones negativas. Además, se minimiza la deriva a largo plazo del sensor mecánico.
★A través de la pantalla táctil de 7 pulgadas se realiza una operación simple e intuitiva. La operación intuitiva en la pantalla táctil es una característica de la nueva generación de tensiómetros, que permite un fácil control de la plataforma de muestras y otros componentes antes y durante una medición.
★Menú integrado de gestión de datos de medición, fácil de ver datos y admite la operación de impresora externa. Todos los archivos de datos de medición pueden transferirse a través de una memoria USB para convertirse a archivos Excel para una fácil gestión, registro y organización de los datos de medición.
★El programa del instrumento tiene una función de gestión de contraseñas para garantizar que los datos puedan rastrearse y evitar la modificación de datos y el borrado accidental.
Campo de aplicación
Evaluación de la eficacia y eficiencia de tensioactivos mediante la medición de la concentración micelar crítica
▇Propiedades de humectación de comprimidos, principios activos farmacéuticos y excipientes
▇Humectación de pinturas y recubrimientos
▇Detección del grado de envejecimiento del aceite
▇Humectación y adhesión de recubrimientos
▇Desarrollo de cosméticos
▇Estudio de las características de humectación de la tinta
Software transparente de medición y gestión de datos ST Flash
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El simple funcionamiento de los tensiómetros de la serie Q está estrechamente vinculado con la clara guía de usuario del software. Nuestro software ST Flash admite una gestión sencilla de resultados con gráficos de resumen automáticos, informes de medición completos y organización transparente de datos, así como análisis y cálculos de CMC.
▇ Admite la recopilación de datos y etiqueta los datos para facilitar su visualización y comparación.
▇ Los datos recopilados se guardan en forma de archivo TXT, lo que facilita su visualización y conversión, y se genera un documento gráfico en forma de PDF al imprimir.
▇ Admite la comparación simultánea de hasta 8 conjuntos de datos.
▇ El software ST Flash proporciona un conjunto de herramientas para analizar la concentración de CMC.
▇ El software admite operación y visualización en chino e inglés.
Damos gran importancia a la repetibilidad y estandarización de los resultados de medición, y los tensiómetros de la serie Q están diseñados para cumplir todas las normas GB/T, UE, ISO, DIN y ASTM para la tensión superficial e interfacial.
Cumple parcialmente las normas y estándares válidos
ASTM D971 Standard Test Method for Oil-Water Interfacial Tension Using the Lifting Ring Method
ASTM D1331 Standard Test Method for Surface and Interfacial Tension of Surfactant Solutions
ASTM D1417 Standard Method for Testing Synthetic Rubber Latex
DIN EN 14210 Surfactants – Determination of the interfacial tension of surfactant solutions by the stirrup or ring method
DIN EN 14370 Surfactants – Determination of surface tension
ISO 6889 Surfactants – Determination of surface tension by the pull-film method
ISO 304 Surfactants – Determination of Surface Tension by the Pull-Film Method
ISO 1409 Plastics/rubber – Polymer dispersions and rubber latexes (natural and synthetic) – Determination of surface tension by the ring method
| Modelo | Q2000 | Q1000 | Q500 |
| Método de ensayo* | Método de placa y método de anillo | ||
| Rango de ensayo de tensión superficial | 0－2000mN/m | 0－1000mN/m | 0－500mN/m |
| Exactitud de tensión superficial | 0,1mN/m | 0,01mN/m | 0,001mN/m |
| Rango de densidad** | 0－3.000g/cm3 | N/A | |
| Exactitud de densidad** | 0,001g/cm3 | N/A | |
| Método de operación | Elevación y descenso automáticos de la plataforma de muestras Medición automática | ||
| Velocidad de elevación | 0－300mm/min Ajustable arbitrariamente | ||
| Medición de temperatura | -40℃－250℃(sensor de temperatura PT100 opcional) | ||
| Método de visualización | Pantalla táctil de 7 pulgadas, lectura directa de datos | ||
| Método de datos | Admite almacenamiento/visualización/impresión de datos | ||
| Tiempo de medición | Normalmente en 60 segundos | ||
| Salida de datos** | RS232 (impresora) o memoria USB | ||
| Software de datos | Incluye el software ST Flash | ||
| Tamaño | 47*24,5*47,5cm L*W*H | ||
| Forma de nivelación | Ajuste electrónico del nivel | ||
| Peso neto | 18kg | ||
| Potencia | 220V/50Hz o 110V/60Hz | ||
Tamaño del anillo: el radio del alambre es 0,185mm, el radio del anillo es 9,55mm, la circunferencia del anillo es 60mm,
N/A: significa que esta función no está incluida.
*Nota: el método de ensayo de placa/anillo debe especificarse al hacer el pedido. Elija una de las dos configuraciones estándar. Si el presupuesto es suficiente, se recomienda configurar tanto la placa como el anillo.
**Nota: la configuración estándar de la impresora no está incluida, puede adquirirse por separado según las necesidades, y las piezas estándar de volumen deben adquirirse por separado para medir la densidad del líquido.
Para comprender los principios fundamentales comunes a todos los tipos de tensiómetro de superficie, asegúrese de leer nuestro artículo principal: ¿Qué es un tensiómetro de superficie?
