MÁY ĐO SỨC CĂNG BỀ MẶT DCA-200S
Máy đo sức căng bề mặt DCA-200S thuộc dòng thiết bị phân tích DCA-200 series của nhà sản xuất SEO (Hàn Quốc). Thiết bị cung cấp cách tiếp cận linh hoạt với động cơ mạnh mẽ để khách hàng có thể hiểu toàn diện sự tương tác phức tạp qua lại tại bề mặt lỏng –lỏng và lỏng- rắn.
Sức căng bề mặt của chất lỏng là gì?
+ Sức căng bề mặt của chất lỏng là một hiện tượng vật lý xảy ra ở bề mặt của chất lỏng, nơi mà các phân tử chất lỏng tương tác với nhau. Sức căng bề mặt hình thành do sự chênh lệch lực tác dụng giữa các phân tử ở bề mặt và bên trong chất lỏng.
+ Cụ thể, các phân tử ở bề mặt chỉ bị kéo bởi các phân tử bên trong, không có phân tử nào ở trên chúng, do đó, lực kéo giữa các phân tử bên trong tạo ra một lớp bề mặt “co lại” và tạo ra sức căng. Hiện tượng này giúp cho các giọt nước có hình dạng cầu và là nguyên nhân khiến cho các vật nhẹ có thể nổi trên bề mặt nước, mặc dù chúng nặng hơn nước.
+ Sức căng bề mặt được đo bằng lực trên mỗi đơn vị chiều dài, thường được biểu diễn bằng đơn vị newton trên mét (N/m). Nó có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm hóa học, sinh học và kỹ thuật.
Tại sao cần đo sức căng bề mặt?
Sức căng bề mặt là một đặc tính quan trọng của chất lỏng và việc đo nó có nhiều ứng dụng thiết thực trong cách lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số lý do tại sao cần đo sức căng bề mặt:
+ Nghiên cứu vật liệu: Sức căng bề mặt ảnh hưởng đến cách các chất lỏng tương tác với nhau và với các bề mặt rắn. Việc đo nó giúp hiểu rõ hơn về tính chất của các vật liệu mới.
+ Chất tẩy rửa và hóa chất: Trong ngành công nghiệp tẩy rửa, sức căng bề mặt của nước và các dung dịch tẩy rửa ảnh hưởng đến khả năng làm sạch. Đo sức căng bề mặt giúp tối ưu hóa hiệu quả của sản phẩm.
+ Y học và sinh học: Sức căng bề mặt cũng quan trọng trong các quá trình sinh học, chẳng hạn như trong phổi, nơi mà surfactant giúp duy trì độ ổn định của các túi khí.
+ Công nghệ nano: Trong nghiên cứu và phát triển công nghệ nano, sức căng bề mặt có thể ảnh hưởng đến sự hình thành và ổn định của các cấu trúc nano.
+ Hóa học và vật lý: Đo sức căng bề mặt giúp hiểu các hiện tượng như sự kết hợp, sự phân tán và sự khuếch tán trong các hệ thống hóa học.
+ Thực phẩm và đồ uống: Trong ngành công nghiệp thực phẩm, sức căng bề mặt ảnh hưởng đến các quá trình như nhũ hóa và đóng gói, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Việc đo sức căng bề mặt giúp các nhà khoa học và kỹ sư tối ưu hóa quy trình và sản phẩm, đồng thời cung cấp thông tin quan trọng để hiểu và dự đoán các hành vi của chất lỏng.
Để chọn máy đo sức căng bề mặt phù hợp với mẫu đo, cần xem xét các yếu tố nào?
+ Loại mẫu: Mẫu là lỏng hay rắn? Máy đo cần phù hợp với đặc tính của mẫu.
Ví dụ, mẫu lỏng cần máy đo sức căng bề mặt như goniometer (máy đo góc) hoặc máy đo sức căng bề mặt động.
+ Khoảng đo: Đảm bảo máy đo có khả năng đo trong khoảng sức căng bề mặt mà bạn cần.
+ Độ chính xác và độ lặp lại: Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn, độ chính xác là rất quan trọng. Nếu cần độ chính xác cao, hãy chọn máy có thông số kỹ thuật tốt.
+ Điều kiện môi trường: Xem xét các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, và độ ẩm, vì những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến kết quả đo.
+ Dễ sử dụng và bảo trì: Máy nên dễ vận hành và bảo trì để đảm bảo tính hiệu quả trong quá trình sử dụng.
+ Chi phí: Xem xét ngân sách của bạn để chọn máy phù hợp. Có nhiều lựa chọn với mức giá khác nhau.
+ Tính năng bổ sung: Một số máy có tính năng như ghi dữ liệu tự động, kết nối với máy tính, hoặc phân tích kết quả, có thể hữu ích cho nhu cầu của bạn.
+ Hỗ trợ kỹ thuật và dịch vụ sau bán hàng: Đảm bảo nhà cung cấp có dịch vụ hỗ trợ tốt và sẵn sàng giúp đỡ khi cần thiết.
Bằng cách cân nhắc tất cả những yếu tố này, bạn sẽ có thể chọn được máy đo sức căng bề mặt phù hợp với yêu cầu cụ thể của mẫu đo.
Giới thiệu máy đo sức căng bề mặt DCA-200 series?
+ DCA 200 series được thiết kế bao gồm 2 model: DCA-200S và DCA -200A. Tùy vào nhu cầu sử dụng và chi phí đầu tư, Quý khách hàng chọn 1 trong 2 model cho ứng dụng của mình.
+ Dòng máy DCA-200 được thiết kế riêng cho việc ghi lại góc tiếp xúc tiến động và góc tiếp xúc lùi động. Phép đo Góc tiếp xúc động có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về bản chất của bề mặt, phản ứng của bề mặt, địa hình bề mặt, tính đồng nhất và độ xốp và các phương pháp xử lý bề mặt cần thiết cho sự liên kết và bám dính.
Định nghĩa góc tiếp xúc tiến động và góc tiếp xúc lùi động là gì trong hệ thống đo sức căng bề mặt?
Góc tiếp xúc tiến động và góc tiếp xúc lùi động là các khái niệm trong cơ học, đặc biệt liên quan đến ma sát và chuyển động của các vật thể.
+ Góc tiếp xúc tiến động (góc tiếp xúc khi di chuyển theo hướng tiến): Là góc tạo thành giữa phương nằm ngang và đường tiếp tuyến với bề mặt của vật thể tại điểm tiếp xúc khi vật thể đang di chuyển về phía trước. Góc này cho biết khả năng ma sát và độ bám giữa vật thể và bề mặt.
+ Góc tiếp xúc lùi động (góc tiếp xúc khi di chuyển ngược lại): Là góc tạo thành giữa phương nằm ngang và đường tiếp tuyến với bề mặt của vật thể tại điểm tiếp xúc khi vật thể đang di chuyển lùi lại. Góc này thường nhỏ hơn hoặc bằng góc tiếp xúc tiến động, thể hiện sự khác biệt trong khả năng ma sát khi di chuyển lùi.
Cả hai góc này đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích chuyển động và ổn định của các hệ thống cơ học.
Vậy sự khác biệt trong định nghia góc tiếp xúc tiến và góc tiếp xúc tiến động là gì?
Góc tiếp xúc tiến và góc tiếp xúc tiến động là hai khái niệm thường gặp trong lĩnh vực cơ học và động học, nhưng chúng có sự khác biệt rõ ràng:
+ Góc tiếp xúc tiến (còn gọi là góc tiếp xúc tĩnh)
♦ Đây là góc giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng tiếp xúc của vật thể với bề mặt mà nó đang đứng. Góc này thường được sử dụng để xác định khả năng giữ thăng bằng của vật thể khi không có lực tác động nào (như trọng lực hoặc lực khác).
♦ Góc tiếp xúc tiến liên quan đến độ nghiêng tối đa mà vật thể có thể đạt được mà không bị trượt.
+ Góc tiếp xúc tiến động (còn gọi là góc tiếp xúc động)
♣ Đây là góc liên quan đến trạng thái chuyển động của vật thể. Khi vật thể đang di chuyển, góc này được xác định dựa trên lực ma sát động và các lực khác tác động lên vật.
♣ Góc tiếp xúc tiến động có thể khác với góc tiếp xúc tiến do tác động của các lực động, làm thay đổi khả năng giữ thăng bằng và hành vi chuyển động của vật.
Tóm lại, góc tiếp xúc tiến liên quan đến trạng thái tĩnh của vật thể, trong khi góc tiếp xúc tiến động liên quan đến trạng thái chuyển động của nó.
Khi đo sức căng bề mặt tại sao liên quan tới góc tiếp xúc?
Góc tiếp xúc (contact angle) và sức căng bề mặt (surface tension) có mối quan hệ chặt chẽ trong lĩnh vực vật liệu và hóa học bề mặt.
+ Góc tiếp xúc: Đây là góc hình thành giữa bề mặt chất lỏng (như nước) và bề mặt chất rắn (như kính hoặc kim loại). Góc này cho biết khả năng ướt (wetting) của chất lỏng trên bề mặt chất rắn. Một góc tiếp xúc nhỏ (< 90 độ) cho thấy chất lỏng dễ dàng ướt bề mặt, trong khi góc lớn (> 90 độ) cho thấy chất lỏng không dễ ướt bề mặt.
+ Sức căng bề mặt: Là lực xuất hiện ở bề mặt của chất lỏng, gây ra bởi các lực giữa các phân tử. Sức căng bề mặt cao thường liên quan đến khả năng chống lại sự ướt của bề mặt.
Mối quan hệ giữa góc tiếp xúc và sức căng bề mặt của chất lỏng có thể được hiệu sơ lược như thế nào?
Mối tương quan giữa góc tiếp xúc và sức căng bề mặt là một khía cạnh quan trọng trong khoa học vật liệu và hóa học. Góc tiếp xúc (góc giữa bề mặt của chất lỏng và bề mặt rắn) cho biết mức độ “ưa nước” hoặc “kị nước” của bề mặt. Sức căng bề mặt là lực tác động lên bề mặt của chất lỏng, tạo ra một lớp màng mỏng, giúp chất lỏng duy trì hình dạng của nó.
Mối tương quan:
+ Góc tiếp xúc nhỏ: Khi góc tiếp xúc nhỏ (dưới 90 độ), bề mặt rắn thường “ưa nước”, nghĩa là chất lỏng sẽ trải rộng trên bề mặt, và sức căng bề mặt sẽ bị phá vỡ nhiều hơn.
+ Góc tiếp xúc lớn: Khi góc tiếp xúc lớn (trên 90 độ), bề mặt rắn thường “kị nước”, khiến chất lỏng hình thành giọt và sức căng bề mặt vẫn được duy trì.
+ Định luật Young-Laplace: Mối quan hệ giữa sức căng bề mặt và góc tiếp xúc cũng có thể được mô tả bằng định luật Young-Laplace, cho biết rằng áp suất trong giọt chất lỏng liên quan đến sức căng bề mặt và bán kính của giọt.
+ Ảnh hưởng của hóa chất: Sự hiện diện của các chất hoạt động bề mặt có thể làm giảm sức căng bề mặt, dẫn đến việc thay đổi góc tiếp xúc. Điều này thường được ứng dụng trong các sản phẩm tẩy rửa hoặc trong công nghệ nano.
Kết luận về mối tương quan giữa góc tiếp xúc và sức căng bề mặt?
Tóm lại, góc tiếp xúc và sức căng bề mặt có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, ảnh hưởng đến cách thức chất lỏng tương tác với bề mặt rắn. Sự hiểu biết về mối tương quan này rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ hóa học đến kỹ thuật vật liệu.
Ứng dụng: Trong nhiều ứng dụng công nghiệp như sơn, chất phủ, và trong sinh học (ví dụ, sự tương tác giữa tế bào và bề mặt), hiểu mối quan hệ này giúp cải thiện khả năng ướt và bám dính của vật liệu.
Ta có thể hiểu là góc tiếp xúc và sức căng bề mặt có mối quan hệ tỉ lệ nghịch: sức căng bề mặt cao thường dẫn đến góc tiếp xúc lớn, tức là khả năng ướt thấp.
DCA 200S cung cấp các giải pháp đo lường nào?
+ Góc tiếp xúc động của các vật liệu rắn nói chung
+ Góc tiếp xúc động của các loại bột, phương pháp Washburn
+ Sức căng bề mặt/mặt phân giới
+ Năng lượng bề mặt, khả năng thấm ướt, độ sạch và độ đồng nhất về địa hình của các loại tấm, các loại màng và các loại sợi.
+ Khả năng hấp thụ, thấm hút của vật liệu khô
DCA 200 series thiết kế đo cho các mẫu và lĩnh vực nào?
DCA 200 series thiết kế đo cho các mẫu và lĩnh vực sau:
+ Màng/Các loại sợi + Bột
+ Vật liệu tổng hợp + Mỹ phầm
+ Chất kết dính + Dược phẩm
+ Polymers sinh học +Các sản phẩm chăm sóc mắt
+ Mực in + Sơn
+ Thu hồi dầu + Chất bản dẫn và điện tử
+ Màn hình LCD, OLED + Chất tẩy rửa
Thông tin kỹ thuật cho máy đo sức căng bề mặt DCA-200S và DCA – 200A
| Model | DCA 200S | DCA 200A |
| Đo góc tiếp xúc (0-180 độ) | x | x |
| Độ phân giải (100 ug) | x | x |
| Dải đo sức căng bề mặt ( 1-2000 mN/m) | x | x |
| Độ phân giải (0.01 mN/m) | x | x |
| Tải tối đa (250g) | x | x |
| Đo góc tiếp xúc động | x | x |
| Sức căng bề mặt ( Wilhelmy/DuNouy ring) | x | x |
| Sức căng mặt phân cách | x | x |
| Năng lượng tự do bề mặt | x | x |
| Zisman Plot | x | x |
| Xuất dữ liệu dưới dạng excel | x | x |
| Hiệu chuẩn ( tự động) | x | x |
| Hấp phụ | x | x |
| Mật độ ( 0.001 ~ 2.2 g/cm3) | x | |
| Đo sợi (≥ 100 µm) | x | |
| Khả năng thấm ướt của bột/ phương pháp Washbun | x | |
| Khoảng cách di chuyển bệ mẫu | 110 mm | |
| Tốc độ | 0.01 ~ 500 mm/phút | |
| Khuấy | x | |
| Tích hợp buồng tuần hoàn bên trong máy | x | x |
| Kiểm soát nhiệt độ ( -35 tới 150 độ C) | x | x |
| Bể điều nhiệt nóng/lạnh | Khách hàng tự chuẩn bị hoặc mua thêm | |
Phần mềm SEO Quantum-S dùng cho DCA 200S
SEO Quantum-S là phần mềm cơ bản được hoàn thiện đầy đủ các chúc năng DCA cho sử dụng dễ dàng với các phương pháp Wilhelmy Plate and DuNouy ring
Phần mềm cho phép lưu trữ và phát triển phương pháp, thời gian thực…bao gồm chế độ chạy tự động.
+ Đo góc tiếp xúc động
+ Đo năng lượng bề mặt
+ Đo sức căng bề mặt theo ASTM/DIN/ISO
+ Đo mặt phân cách