表面张力系数的定义

液体的表面张力系数σ是指在恒温条件下，表面张力所引起的表面功与其引起的面积变化之比。受表面活性剂特性的影响，液体中的表面活性剂在液体内部保持平衡状态；但在液体与空气界面表面活性剂分子的亲水基伸向液体，疏水基伸向空气。

润湿原理

当液体与基材接触时，会在极短时间内形成液-固界面，短时间内迁移至固体界面上的表面活性剂分子数量决定了最终的润湿效果。迁移到界面的表面活性剂分子数量越多，即反映出来的此时刻动态表面张力越小，最终的润湿效果越好。

表面张力的测量方法

主流测试方法有两类：

静态表面张力测试：铂金环或铂金板→ 与时间无关（即静态表面张力体现的是表面张力的最终结果）；

动态表面张力测试：最大气泡压力法 → 与时间相关（即动态表面张力体现的是表面张力变化过程）。

从材料润湿的角度，与时间无关的润湿条件，关注静态表面张力值即可；

与时间相关的润湿条件和清洗槽表面活性剂的添加，动态表面张力监控尤其重要。

表面张力数值如何发挥作用？

代表了表面活性剂的变化。表面活性剂被广泛应用于许多工业中，发挥作用的是它们的表面活性，即它们扩散和吸附到新形成界面并影响其表面张力。进一步，发挥作用的是表面活性剂的吸附过程快慢，以及在短时间内表面张力的下降速度，要符合使用者的需求。因此使用者可能会寻找许多表面活性剂来测试不同环境下的实际效果，对于研发与生产都需要花费大量时间与成本。

由于表面张力依赖于表面活性剂的含量，所以我们可以通过测定液体表面张力来监控表面活性剂的变化。此外，温度同样会影响表面张力；测量表面张力也可以用于分析一种或多种表面活性剂混合的临界胶束浓度。

目前市场上已经有多种测量液体表面张力的仪器，有的测的是静态的、有的测的是动态的。

为什么要测液体动态表面张力——案例解读

1、许多有表面活性剂参与的化学和物理过程是以毫秒计的。例如各种涂装、印刷、电镀工艺中的润湿、清洗过程，如打印墨水从打印喷头喷到纸张等底材的瞬间过程，各种各样材料的印刷等都属于动态过程。对于这些应用，就要求检测短时间内的动态表面张力值而非静态表面张力值。

2、在有关CMC（临界胶束浓度）值的研发时，当表面活性剂的浓度远远超过CMC值时，改变表面活性剂的浓度不会改变平衡态的表面张力（静态表面张力），而通过动态表面张力测量，即使浓度达到CMC值的几倍也能看出不同浓度下表面活性剂的显著区别。

举例：

1、许多有表面活性剂参与的化学和物理过程是以毫秒计的。例如各种底材表面的清洗、浸湿过程，打印墨水从打印喷头喷到纸张等底材的瞬间过程，各种各样材料的印刷等都属于动态过程。对于这些应用，就要求检测段时间内的动态表面张力值而非静态表面张力值。

2、在有关CMC值的研发时，当表面活性剂的浓度远远超过临界胶束浓度时，改变表面活性剂的浓度不改变平衡态的表面张力（静态表面张力），而通过动态表面张力测量时即使浓度达到四倍的临界胶束浓度也能看出它的显著作用。

例如：下图中，红、绿、黄色分别代表三种表面活性剂浓度从低到高的液体配方的动态至静态的表面张力。

可以看到三个配方的静态表面张力很相近（最右边的数值），而动态表面张力（左边的数据）才能体现出配方之间的性能差异较大。

析塔动态表面张力仪客户名单（部分）