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验收接触角测量仪、表面张力仪及旋转滴界面张力仪时应掌握的核心验收指标有哪些?

由于在写招标指标或采购方案时的调研力度不够,没有全面掌握表面张力仪、接触角测量仪或旋转滴界面张力仪的验收的核心指标,而被一些表面的现象、指标所误导,所导致的验收接触角测量仪、表面张力仪或水滴角量仪、旋转滴界面张力仪时的争议越来越多的出现在现实中。有一些厂家在表面张力仪、接触角测量仪或旋转滴界面张力仪的宣传资料或产品说明中所描述的指标或技术参数、功能等未作真实性描述,或表述时答应可以完成某些功能或达到测度要求,但是,实际验收时却无法通过有效的方法验证其结果。此时出现的争议该如何解决?是否有一套更为合理、双方均能够接受的验收标准来评估表面张力仪、接触角测量仪或旋转滴界面张力仪的性能?

1、表面张力仪的验收标准:

(1)采购阶段:

对于表面张力仪而言,采购阶段应抓住的重点包括如下3个方面重点:

第一、测试原理具体是什么?是基于Young-Laplace方程修正的铂金板法(Wilhelmy Plate法)还是经典的铂金板法(没有修正浮力和接触角的)?

         其中基于Young-Laplace方程修正的铂金板法是可以真正实现动态表面张力测值的,精度更高,稳定性更好。而经典的铂金板法无法测试阳离子表面活性剂、对粘度样品无法测值,无法测试界面张力值(因为没有修正接触角值)。

         从测试原理考虑的优先等级通常为Young-Laplace方程修正的铂金板法 > 经典铂金板法 > 铂金环法。

         在采购时,如何判断该厂家采用的表面张力或界面张力的测试方法是哪个?其实很简单。先问对方没有浮力和接触角修正?如果有,则可能是Young-Laplace方程修正的铂金板法,如果没有,则一定是经典的铂金板法。

第二、采用的传感器是什么?是分析天平,扭力丝还是应变片称重传感器?

         其中以分析天平技术的传感器的表面张力仪最优。

         在分析天平技术的传感器中,同时需要考虑与测试原理的结合。如果是经典的铂金板法,由于其是静态表面张力测量,因而,分析天平的速度根本不重要,相反要求分析天平的稳定性更重要。其次,对于测值精度而言,分析天平的精度越高,则测值精度和误差也越低,但相应的价格也会越高。所以,建议以0.01mg(10ug)的分析天平为优。

第三、样品台升降机构的螺距是多少?

           这个指标看上去很专业,但是确是最重要的指标项。因为,位移的精度以及速度直接影响到了测值的结果。这个指标项通常很容易被厂家采用位移精度指标所引。螺距是指电机转一圈,移动的距离大小。通常而言,以0.5mm螺丝的位移螺距对于表面张力仪是最优的。

          考察这个指标也很简单,直接问供应厂家仪器的升降机构的螺距是多少就可以了。

表面张力仪的其他指标项是否重要?其他的指标项如接触角测量、自动CMC、PH值测量、密度测量等对于表面张力仪是否重要?事实上,这些功能恰恰是最容易让用户出现选择综合症的关键。人的心理一定会认为差不多的价格,功能越多越好。但是,可能正由于把视角重视到了这些附加功能,却完全忽视了“表面张力仪”核心的、本质的、最关键的功能。暂时不论这些附加功能是否好用,是否测值对,测试数据的可靠性如何,如果测试表面张力值不准,那么要这些附加功能有何用?举例而言,表面张力仪的接触角测值功能,特别如粉体接触角测量功能,只能测试一个相对的润湿速度,无法测试绝对的接触角值,且相对润湿速度时要求水能够润湿粉体,按经验而言,超过60度接触角值的粉体通常情况下润湿速度就无法测试得到了。而对于这些,表面张力仪生产厂是否会如实告知?

因而,表面张力仪选购阶段,应抓住核心技术指标后再议其他项。如果确有必要测试粉体接触角或密度等,可以与供应厂家讨论具体的测值方案(极可能表面张力仪一体的方案不可能适用)

(2)表面张力仪交货验收阶段:

表面张力仪验收阶段同样的抓住选购阶段的3个重要关注点。

第一、关于测试原理:

可以要求供货厂演示测量苯与水的界面张力值,以测试得到文献参考值35mN/m左右为准。也可以找其他已知界面张力值的油水界面张力体系验收仪器。

为什么有这样特殊的验收方法。因为,接触角和浮力修正,供货厂商极可能通过软件的表面做假实现,而界面张力测值是最考验仪器是否采用接触角或浮力修正的办法。

第二、关于称重传感器:

通常验收分析天平或称重传感器的方法为挂一个100mg的砝码或一个曲别针在表面张力仪挂钩上或铂金板,铂金环上。最好是采用100mg的砝码,这样可以看到绝对称重值的误差。验收方法包括两个步骤,其一,将100mg砝码挂上后,看重量,再取下后,再挂上,看重复值的变化;其二,将100mg砝码挂上后,不要进行其他操作,看一段时间内的分析天平测值的稳定性。以不超过10mg为佳,当然,也可以要求更小的变化稳定值。

第三、关于升降系统:

这个验收会相对比较困难。如果有条件,可以要求供货商拍一个采用卡尺测试的螺距的实际照片

第四、验收时考察二次蒸馏水不同温度条件下的表面张力值并与文献值所对比。

第五、看配件的尺寸,铂金板的高度应高于10mm。高度不够会导致测试时液体浸润高度超过板的高度的现象,导致测值误差。

2、接触角测量仪的验收标准

接触角测量仪在具体验收操作时重点包括:

(1)接触角测量仪所采用的测试原理:测试的接触角是界面化学领域的物理化学性质,像圆拟合、椭圆拟合或切线法等均与界面化学无关,只是简单的量角软件。因而,如果测试水滴角或接触角,则要求该仪器至少具有Young-Laplace方程拟合算法。接触角测量仪目前而言,以阿莎算法最为,该算法英文名ADSA-RealDrop,可进行非轴对称液滴轮廓的接触角分析,表面张力、重力(浮力)、界面张力综合参与运算,可测试前进、后退角。

同时,可以采用我公司提供的一些考察接触角测量效果的一些液滴图像作为测试参考。如链接所示:http://www.surface-science.com.cn/Article/T2/271.html

(2)硬件部分必须要求具有样品台独立调整水平功能(以微分头控制为佳)以及镜头独立水平调整功能。这个水平调整功能不是通常数码量角器厂商采用的整机水平脚调整功能。

(3)在验收时,应以红宝石检定工具调校接触角测量仪。具体参考http://www.surface-science.com.cn/Article/T2/256.html

3、旋转滴界面张力仪的验收标准

旋转滴界面张力仪的验收的具体操作办法:

(1)采用温控表将温度计插入样品管位置,将高速电机转起来,看当前的温度。如果是气热式温控的仪器则可以免去本项操作。

(2)将标准丝放入到样品管内,拍下照片后,看是否能够计算得到标准丝的直径值。

(3)测试样品管的内径。内径误差不应直过0.1mm。

(4)测试已知表面张力值的样品的表面张力值,如蒸馏水、酒精等值的表面张力值,测试异丁醇和蒸馏水的界面张力值。

 

   
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