论文摘要：BMZL-01型表面张力测定仪的研制

摘  要

表面张力是聚集态物质的重要性质，是表层分子由于受力不平衡而产生的向内收缩并且作用在单位长度界面上的力。表面张力的测定广泛应用于表面活性剂、润湿漆、颜料、稳定乳胶、新型药物、化妆品、油墨、油田和石油化工产品的开发和性能鉴定；在泡沫分离、蒸馏、萃取、乳化、吸附、润湿、粘附、铺展等过程的研究和控制中，也有着广泛的应用。近年来，研究工作者对表面张力的测定方法和实验装置提出了一系列的改进和创新，提高了测量结果的精确度。
本论文在总结前人工作的基础上，针对现有最大泡压法表面张力测定仪存在的压力零点漂移、毛细管端面浸入样品深度和气泡速度难于精确控制等问题，研制出了一种新型的基于最大泡压法的表面张力测定装置，达到了测量装置一体化、测量结果准确度高、易于操作的目的。测得的乙醇、正丁醇分子横截面积范围为2.6-3.0×10-19 m2，与文献值（2.4-3.2×10-19 m2）吻合。
本文研究内容与结果主要包括以下几个方面：
1. 改进了微压产生装置。以带有小型潜水泵的密闭水箱为微压产生装置，通过互通水位的改变，产生恒定的、微小的正、负压力，可同时实现增压测定和减压测定，消除了压差表零点漂移造成的测量误差。
2. 改进了气速调节装置。现有仪器以简易的玻璃活塞或金属阀门作为气速调节装置，很难实现微小气速的连续调节，本文采用了以减速机带动针阀的方式来控制气速，使气速范围即使低至0-0.2 mL/min仍可精确控制，消除了气速不稳造成的测量误差。
3. 改进了样品液位调节（或毛细管位置调节）装置。本文提出了两种毛细管端面与样品液面相切的调节装置：升降台式的样品液位调节器和垂直旋转式的毛细管位置调节器。无论是哪种调节方式，均可以实现毛细管端面与样品液面的良好相切，消除了毛细管端面浸入样品液面深度造成的测量误差。
4. 改进了微压测定装置。本文以风压式压力计作为微压测量装置，压力测定范围设计为±900.0 Pa，该压力计在数据测量的过程中，体现出反应灵敏、读数精确、使用方便的优点，消除了实验装置系统造成的测量误差。
5. 改进了样品恒温控制装置。样品管的滑块式设计，方便了样品的更换。通过调节加热棒的功率，使水浴槽的控温精度达到±0.1 ℃，消除了温度波动造成的测量误差。
6. 本文系统测定了不同温度下乙醇-水体系和正丁醇-水体系表面张力与浓度的关系，Origin软件拟合结果表明，测定数据的相关系数达到了0.999以上。同时，不同温度下水的表面张力测定结果表明，该仪器对表面张力的测量精度不低于±0.01 mN/m。
综上所述，本论文所开发研制的液体表面张力测定仪，在性能以及精确度上均达到了设计要求。
 
关键词：表面张力，表面张力测定仪，最大泡压法，乙醇，正丁醇

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