应用实例 | 表界面化学测量方法在表面活性剂领域的应用

在现代工业和日常生活中，表面活性剂扮演着不可或缺的角色。它们以乳化剂、润湿剂、发泡剂、捕收剂等多种身份出现，渗透到清洁剂、化妆品、涂料、食品加工、纺织品处理以及石油开采等多个领域。表面活性剂之所以如此重要，是因为它们能够显著改变物质表面或界面的性质，从而赋予产品独特的功能和性能。然而，要确保这些效果得以实现，对表面活性剂进行精确的表征和效果评估就显得至关重要。

以下列举了一些表面活性剂典型的应用范围及其评估方法。  

优化润湿性

• 电镀溶液

• 粘接和粘合中的润湿

• 用于喷漆、印刷和涂层的润湿

• 对待洗涤或待清洁的纺织品和其它表面的润湿

根据技术规程，最终产品的质量通常取决于水溶液对固体材料的润湿性。然而，水的高表面张力常常会导致润湿的问题。可通过添加表面活性剂减小表面张力，改进其润湿性。

我们的力学法张力仪能够精确地测量表面张力，并根据需求提供高度自动化程的测量。另外，台式或手持式的接触角测量仪可测定接触角，提供固体润湿的有关信息。

• 农药喷洒

• 喷墨打印

• 清洁性喷雾剂

• 头发和身体护理喷雾剂

如果要将液体分散成许多小液滴的同时达到增大总表面积的目的。则表面张力越小，越容易实现。因此，喷雾剂通常含有表面活性剂，以获得更小的雾滴。

在汽车喷涂、农药喷洒，喷墨打印等高度动态的过程中喷涂需要表面活性剂在很短的时间内降低表面张力。采用气泡压力张力仪测量动态表面张力有助于喷雾剂的研发和优化。

表征水相和油相之间的联系

• 清洁剂

• 三次采油

• 乳剂聚合

• 食品和身体护理产品中的乳剂

表面活性剂的洗涤效果一方面取决于待清洁表面的良好润湿；另一方面，取决于胶束的迁移。我们的全自动力学法张力仪能够测量临界胶束浓度（CMC），CMC是表面活性剂效率的一个重要特征，这一参数为表面活性剂的用量提供了指导性的信息。

牛奶或奶油属于混合物，在这些乳剂中有着两种彼此不相溶的液体，需要保持其稳定。用天然或合成的表面活性剂作为乳化剂则有助于乳剂的生产和稳定。界面张力的测量则可以用于分析乳液的稳定性。通过测量乳液的界面张力，可以评估乳液的稳定性，进而优化乳液的配方和生产工艺，确保乳液在使用过程中保持稳定?

我们研发了一系列测量不同应用领域界面张力的张力仪。除了用于进行静态测量的力学法表面张力仪，旋滴法的技术也被用于测量极低的界面张力，如提高原油采收率（EOR）。

粉末和颜料分散性的改进

• 乳胶

• 混凝土

• 色漆和清漆

• 面霜和其他含色素化妆品

在固-液分散体系中，粉体在液相中分散受液相介质对粉体的润湿作用影响。这里，表面活性剂有助于提高混合性和稳定性。

液体表面张力的测量值，其对粉末润湿起决定性作用。此外，粉末接触角的测量能够表征混合物和液体的润湿，从而预测粉末在液体中分散行为。这两种分析均能提供界面性能的完整信息，有助于优化各成份。

泡沫形成和泡沫预防

• 促进泡沫形成：身体护理、烹饪泡沫、矿物浮选、消防泡沫

• 泡沫预防：印刷和涂层、冷却液、液体输送、工业清洁

对需要产生泡沫的领域，我们的泡沫分析仪有多种方案用于研究泡沫的起泡性、稳定性、液体含量和泡沫尺寸分布。

还有一些应用中，我们想通过加入表面活性剂来抑制泡沫的形成。这些表面活性剂称作泡沫抑制剂或泡沫还原剂，以及低发泡的表面活性剂（低泡剂）。动态泡沫分析仪采用检测泡沫高度的方法来测量泡沫的发泡倾向和泡沫稳定性，也适用于具有短期稳定性的泡沫。

通过表界面测量技术，我们可以深入理解表面活性剂在润湿、乳化，发泡等关键应用中的实际表现，进而优化配方设计，提高产品的稳定性和整体质量。