環(huán)法與板法的區(qū)別

板法的優(yōu)勢：

不需要修正。那么就沒有因為修正方法帶來的誤。

不需要知道液體密度。原因來自于板法不需要主動拉起液膜

純靜態(tài)。做界面張力時，優(yōu)勢點是不會對界面處產(chǎn)生乳化的情況。

還是純靜態(tài)。可以延長檢測時間來檢測吸附比較慢的表面張力的液體(張力平衡得慢)，流動性差得液體也是同樣理由。

還是純靜態(tài)。測量速度快。

還是純靜態(tài)。沒有像環(huán)一樣需要進行拉起液膜，減少了器件可能產(chǎn)生形變從而帶來誤差的因素。

環(huán)法的優(yōu)勢：

環(huán)法是很多行業(yè)標準的測量方法。

由于標準環(huán)的潤濕周長長，測量同樣張力時，力值會比板法大。換句話說，在小表/界面張力測量時，環(huán)法可能準確度及重復性會更好。

含硅或者陽離子溶液會吸附到板上，板的表面變得疏水，從而造成板法測量公式的前提接觸角為0的條件不成立，測得結(jié)果會出現(xiàn)較大誤差。而環(huán)法是通過拉出液膜到達接觸角為0的狀態(tài)則無需考慮環(huán)表面發(fā)生明顯性能變化。

那么問題來了。如果鉑金板被污染了(做了含硅或者陽離子溶液測量)，如何清洗?

在ISO 304 -1985 則推薦甲苯，全氯乙烯或者氫氧化鉀甲醇溶液清洗，之后用1.839g/ml@20℃的熱濃硫酸進行清洗，然后再用蒸餾水沖洗，不進行灼燒。

環(huán)法的修正問題

環(huán)法修正方法，主要是計算環(huán)帶起液膜的體積。如不減去這部分液膜體積重量，那么計算結(jié)果會比較高。常見的方法有Harkins& Jordan， Zuidema&Waters，Huh Mason等。

Harkins& Jordan這種方法實際上是查表法，是兩個專注的人不斷實驗獲得的一個表格。是目前精確度是最高的修正方法。上面提及的另外的兩種方法均基于此方法。

他們發(fā)現(xiàn)修正系數(shù)并不是和液體密度差呈線性關(guān)系。還和環(huán)的R/r，R3/V有關(guān)系。其中R是指環(huán)的平均直徑，r是環(huán)線的半徑，V是被拉起的液膜體積。

圖源：QB/T1323-1991洗滌劑表面張力的測定圓環(huán)拉起液膜法

而Zuidema&Waters是在Harkins&Jordan基礎上做了插值法擬合，可認為是精度稍差的Harkins&Jordan的方法。Huh&Mason也是通過數(shù)學的方式擴大了適用的范圍，同時兼顧了測量的精度。 另外，對有不同密度差，有不同的適用范圍。

圖源：kruss

對于一個(指定的)標準環(huán)來說，測量過程與操作者僅需輸入液體密度差，其余是由設備軟件自行計算。

ASTM D1331 環(huán)拉破法與修正方法的一點疑惑

ASTM D1331提到環(huán)拉破法，且用Harkins& Jordan的修正方法。但這里有個細節(jié)：拉破液膜的前一瞬間的力值不是最大，液體與圓環(huán)的接觸角不為0°。請看下圖：

以上兩圖源：GB/T 5549-2010 表面活性劑 用拉起液膜法測定表面張力

那么就存在修正不一定是準確的問題?所以測量值只能是同測量參數(shù)比較?

液體流動性與平衡問題

液體流動性如果相對較差。而環(huán)法測量是一個拉液膜的過程。此時如果拉液膜的速度快于液體自身的流動性，那么就會存在阻力增大，液膜拉斷的問題。解決辦法是降低拉膜速度或者使用板法/懸滴法延長時間測試。

如果液體流動性也好，但是由于液體中表面活性劑分子量大等原因造成平衡速率較慢。此時環(huán)法還是降低拉膜速度，甚至可能需要選用其他測試方法，如懸滴法等。板法則需要增加等待時間再測量。

如果兩種液體流動性好，但界面處容易發(fā)生微溶，那么可以通過預飽和方式完成界面處平衡狀態(tài)，提高測量的準確性。

液體蒸發(fā)問題

此問題由延長時間帶來的副作用引出。

可以在測量設備中創(chuàng)造相對密閉的環(huán)境，通過溶液自身蒸發(fā)形成一個飽和蒸汽壓環(huán)境即可有效防止蒸發(fā)帶來的影響。