[实用新型]一种基于称重原理的三明治效应表面张力测试装置

说明书

本实用新型公开了一种基于称重原理的三明治效应表面张力测试装置，属于界面化学分析测试技术领域。包括测试样品池、测试探针、分层样品池、三通、进液泵和储液池，所述分层样品池设置在所述测试样品池中部将测试样品池分成上容纳区和下容纳区，分层样品池上具有将测试样品池内上、下容纳区相连通的分流管，所述三通通过上层进液管与测试样品池的上容纳区连通、通过下层进液管与下容纳区，所述上层进液管上设置有上层进液阀，所述下层进液管上设置有下层进液阀，三通还通过管道与所述储液池相连通，两者连通的管道上设置有进液泵。可同时测得分层的表面张力值及其动态吸附时间，测值精度高，操作方便，具有非常高的推广价值。

技术领域

本实用新型涉及一种基于称重原理的三明治效应表面张力测试装置，属于界面化学分析测试技术领域。

背景技术

表面张力是表征材料物理化学性质的重要指标之一。表面张力的大小不同，对于粘附、吸附、起泡等现象起到了关键作用。从测试原理来看，现有表面张力测量方法主要分为称重原理(包括铂金板法(Wilhelmy Plate method)、铂金环法(DuNouy Ring method))、影像分析法原理(包括悬滴法或停滴法、旋转滴法)、最大气泡法(Max bubble pressure)以及滴体积法等等。

上海梭伦专利《利用表面张力检测牛奶SDS的装置》(专利号 201621251068.8)和《利用表面张力三明治效应检测牛奶SDS的方法和装置》(专利号：201611028923.3)首次提出了表面张力三明治效应现象并且提出了一个针对牛奶品质检测用的表面张力三明治效应的基于影像分析方法的检测方法。本公司于2018年，在《一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置》(专利号：201811228394.0)中提出了一种超高温熔体的三明治效应表面张力的测量方法。但如上方法均是基于影像分析原理的测量，测量精度并不能达到高精度的要求。

基于上海梭伦提出的表面张力三明治效应，即表面活性剂、悬浮液、复配的液体均存在明显的上层、下层表面张力不一致现象。而，目前的测试方法均只能实现单层表面张力的测量，如称重原理的铂金板或铂金环法只能测量上层表面张力，影像法的悬滴法只能测量下层表面张力，停滴法只能测到上层表面张力，最大气泡法、旋转滴法只能测试到上层的表面张力，滴体积法只能测试到下层的表面张力。因而，对于称重原理的表面张力三明治效应的测量是实现高精度、先进测试的迫切需求。

上海梭伦在《白金板法测试液-气表面张力和液-液界面张力的仪器》(专利号201020159905.0)提出了一种高精度的铂金板法原理的测试结构，采用精密光学平移台作为升降机构。在专利《一种基于分析天平的界面张力和接触角测试装置》(专利号：201420747778.4)及专利《一种基于分析天平的界面张力和接触角测试装置和方法》(专利号：201410722554.2)中提出了一种C形支架结构的新型表面张力测试装置以及一种基于阿莎算法的表面张力测试算法，可以实现表面张力动态分析。但是，基于阿莎算法的表面张力测试算法中，用于三明治效应评估时无法动态修正浮力影响，进而也无法满足表面张力三明治效应测量的高精度要求。

商业化的称重原理的表面张力仪中，铂金环法需要将铂金环浸入后拉升至最大液膜拉升高度脱离后方可测量表面张力值；铂金板法需要将铂金板浸入一定深度后，再拉至最大高度并脱离或拉回至浸入深度的高度值后测量设置数量的数据后，自动离开液面；因而，如上的测量均是静态测量技术(某个测点)，无法实现动态的表面张力测量。

目前的测试表面张力所用样品池为简单的杯形样品，无法形成有效的分层效果，因而也就无法实现三明治效应表面张力的测量的目的。

为此，迫切需要一种采用高精度、高速分析天平，测试表面张力三明治效应的测试装置和测试方法。通过这样的高精密的三明治表面张力分析装置，满足石油石化、新材料、涂料、墨水、化妆品等行业的研发的需求。

实用新型内容