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工業中表麵張力的重要性
來源:大昌華嘉科學儀器部 瀏覽 904 次 發布時間:2022-11-04
表界麵張力在產品開發中起著重要作用。世界各地的研發部門都要測試表界麵張力來提高他們的產品質量。優化清潔劑配方以提高它們的清潔性能,降低表麵活性劑的量以及在更低的溫度下使用更生態的表麵活性劑。定製塗料以便更好地附著在應用的表麵上,開發藥物以提高它們的效力。在這裏列舉了一些行業的案例,包括洗衣清潔劑和藥物等等。
表麵張力決定清潔劑配方的效力
水的高表麵張力使它相對來說是比較差的清潔劑。當提高水的溫度(就像在洗衣服和洗碗碟時通常做的),因為表麵張力降低清潔效率有輕微的提高。溫度本身的影響非常有限,不足以使水變成一個好的清潔劑,因此需要添加表麵活性劑。表麵活性劑是表麵活性分子,吸附在表麵上以降低表麵張力。表麵張力是在清潔劑配方開發中常規需要檢測的。
優化塗料的表麵張力以達到無缺陷塗層
對於塗料最基本的要求是它可以在表麵形成均勻無缺陷的塗層。很多表麵檢測時發現不平整,有橘皮現象,有環形坑或者魚眼狀缺陷,這些都和表麵張力有關,可以通過微調來改善。為了調整塗料的表麵張力,需要添加少量的表麵活性劑。因為較低的表麵張力會使其和基材的潤濕性更好,因此需要降低塗料的表麵張力。但是,太低的表麵張力也會導致水平問題。因此,在尋求無缺陷塗料時需要平衡表麵張力的大小。
界麵張力是提高原油采收率一個重要指標
在石油開采中,采用不同的方法以提高原油采收率,如注入CO2用於提高采油率。當CO2被注入油田後,它和油、鹽水接觸並相互作用,由此改變油田內的平衡條件和液體的性質。提高采油的效率關聯於一些因素,比如CO2滲透進油田的孔,以及它置換油田中油和鹽水的能力,並降低油的粘度。因此,CO2-水和CO2-油的界麵張力在采油效率中尤為重要。
界麵張力決定食物的穩定性
許多食物,比如牛奶,黃油,蛋黃醬以及冰激淋等都是乳液。乳液通常都由互不相溶的兩相組成(通常是油和水),其中一相以很小的液滴分散在另一相中。除了這兩相之外,乳液通常含有乳化劑,起著保持乳液穩定性的重要作用。盡管可以通過均質製造油水乳液,但形成的乳液不穩定會很快分離成兩相。乳化劑是表麵活性分子,可以吸附在油-水界麵形成一層膜從而阻止液滴合並而達到乳液的穩定。在食品中,通常有一些典型的天然乳化劑,比如蛋白質和油脂,但通常還需要在生產中添加乳化劑。為了研究食品中的乳化劑,界麵張力有著重要的作用。
表界麵張力影響藥物的性能
表界麵張力在許多藥物加工過程中扮演著重要的作用,從片劑包衣到藥物的溶解性和穩定性。片劑包衣通常用於改善外觀,掩飾味道和嗅覺,並且控製藥物釋放的速率。高分子材料通常被用作包衣,因此高分子溶液的表麵張力會影響到包衣的成功與否。表麵活性分子通常會加到高分子塗層溶液中來降低它們的表麵張力。因此,對於臨界膠束濃度的了解在製藥行業就尤為重要。
界麵的性質對於藥物的溶解性來說也有著顯著的影響。例如,不同的脂質體釋放體係已研究用於提高現有藥物配方的效率。脂質體由磷脂質和膽固醇組成。為了找到磷脂質、膽固醇和藥物的較佳配比,以最大化藥物的釋放和穩定,脂質體的表麵張力需要被評估。
在藥物開發中乳液穩定性也很重要,因為乳液類的藥物通常用於注射或者個人護理產品。表麵活性劑和高分子通過降低分散質和連續相之間的界麵張力,通常扮演著乳液穩定劑的角色。