測量表面張力（或界面張力）的儀器種類(lèi)繁多，根據不同的測量原理和應用需求，可分為以下幾類(lèi)：

1.基于力學(xué)原理的儀器

(1)鉑金板法（Wilhelmy Plate Method）

原理：測量垂直浸入液體的鉑金板所受的拉力，通過(guò)力平衡計算表面張力。

優(yōu)點(diǎn)：精度高（±0.1 mN/m），適用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測量。

缺點(diǎn)：需定期清潔鉑金板，對樣品純度敏感。

(2)鉑金環(huán)法（Du Noüy Ring Method）

原理：測量鉑金環(huán)從液體表面脫離時(shí)的最大拉力。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，適合高張力液體（如水）。

缺點(diǎn)：精度略低于鉑金板法（±0.5 mN/m），需校正因子（Harkins-Jordan校正）。

(3)旋轉滴法（Spinning Drop Tensiometer）

原理：通過(guò)高速旋轉使液滴在毛細管中拉伸，根據液滴形狀計算超低界面張力（10?3~10??mN/m）。

優(yōu)點(diǎn)：適合極低張力（如微乳液、三次采油）。

缺點(diǎn)：需復雜校準，設備昂貴。

2.基于光學(xué)分析的儀器

(4)懸滴法/躺滴法（Pendant/Sessile Drop Method）

原理：通過(guò)相機捕捉液滴或氣泡的輪廓，擬合Young-Laplace方程計算張力。

優(yōu)點(diǎn)：

懸滴法：適合高溫、高壓等極端條件（如熔融金屬）。

躺滴法：可同步測量接觸角（潤濕性分析）。

缺點(diǎn)：對圖像處理算法要求高。

(5)氣泡壓力法（Bubble Pressure Tensiometer）

原理：測量毛細管端形成氣泡的最大壓力（與張力正相關(guān)）。

優(yōu)點(diǎn)：快速動(dòng)態(tài)測量（毫秒級），適合吸附動(dòng)力學(xué)研究。

缺點(diǎn)：需精確控制氣泡生成速率。

3.基于毛細現象的儀器

(6)毛細上升法（Capillary Rise Method）

原理：根據液體在毛細管中的上升高度計算表面張力（依從Jurin定律）。

優(yōu)點(diǎn)：設備簡(jiǎn)單，適合理論教學(xué)。

缺點(diǎn)：精度低，僅適用于理想潤濕體系。

4.特殊應用儀器

(7)振蕩射流法（Oscillating Jet Method）

原理：通過(guò)液體射流的振蕩頻率反推表面張力。

應用：研究表面活性劑快速吸附動(dòng)力學(xué)（時(shí)間分辨率高）。

局限性：操作復雜，實(shí)驗室級研究使用。

(8)滴體積法（Drop Volume Method）

原理：統計液滴脫離毛細管的體積，通過(guò)體積-重力平衡計算張力。

優(yōu)點(diǎn)：適合高溫或粘稠液體。

缺點(diǎn)：手動(dòng)操作誤差大，現代儀器較少采用。

5.多功能儀器

部分高端設備可整合多種方法，例如：

芬蘭Kibron公司生產(chǎn)的Delta-8全自動(dòng)高通量表面張力儀：結合表面壓與流變測量，研究單分子膜。

選擇依據

需求推薦儀器

高精度靜態(tài)測量鉑金板法（Wilhelmy Plate）

快速動(dòng)態(tài)吸附監測氣泡壓力法或振蕩射流法

超低界面張力（<1 mN/m）旋轉滴法

高溫/高壓環(huán)境懸滴法（搭配耐溫槽）

教學(xué)或低成本檢測毛細上升法或滴體積法

注意事項

樣品性質(zhì)：高粘度液體適合懸滴法或旋轉滴法，易揮發(fā)液體需密閉測量（如氣泡壓力法）。

動(dòng)態(tài)范圍：若需研究時(shí)間依賴(lài)性（如表面活性劑吸附），選擇支持動(dòng)態(tài)模式的儀器。

自動(dòng)化需求：現代儀器多配備軟件控制，減少人為誤差。