界面或表面扩张粘弹性测定仪制造技术

本实用新型专利技术涉及Ｌａｎｇｍｕｉｒ槽法的界面或表面扩张粘弹性测定仪。包括Ｌａｎｇｍｕｉｒ槽体、滑障、界面张力的测量部分等。内部是阶梯式结构的槽体上设有温度传感器；内部安装有滑障，滑障与具有反向螺纹的螺杆连接；温度传感器、力传感器和步进电机通过接口板与数据线接口相连；力传感器固定在槽体上方的力传感器支架上，吊片悬挂在力传感器力臂上的挂钩上。提供了三种工作模式的界面扩张粘弹性测量工具，特别适合于界面性质的测量。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于粘弹性测量仪器
，特别涉及郎缪尔(Langmuir)槽法的界面或表面扩张粘弹性测定仪。界面或表面扩张粘弹性是乳状液油水界面或表面的重要性质，测量方法可以分为Langmuir槽法和液滴膨胀技术两大类。Langmuir槽法测量界面扩张粘弹性的实验装置所用的Langmuir槽与普通膜天平相似，界面的压缩或扩张由滑障的运动得到，根据滑障运动方式的不同，这类利用Langmuir槽测量界面扩张粘弹性的方法又可分为小幅低频振荡法、宏观形变法和界面或表面张力驰豫方法三种。这三种方法各有其优缺点，适用于不同的测量体系。虽然根据不同的测量方法制备出了相应的测量仪器，但由于这些测量仪器都是各自采取其中的某一种测量方法，所以测量方法受到了较大的限制。现有Langmuir槽法的界面或表面扩张粘弹性测定仪，存在以下缺陷(1)由于机械驱动方式的限制，已有的技术中滑障运动只能采取匀速运动方式或上面提到的三种运动方式中的一种，测量方法比较单一，难于得到丰富的实验数据，这给仪器的适用范围带来了较大限制。(2)由于Langmuir槽和滑障的设计，已有的技术要么只适用于表面扩张粘弹性的测量，要么在测量界面扩张粘弹性时对界面的扰动较大，可能会对测量带来不利的影响。本技术的目的是克服现有郎缪尔(Langmuir)槽法的界面或表面扩张粘弹性测定仪存在的上述缺陷，提供一种可以使用小幅低频振荡法、宏观形变法和界面或表面张力驰豫法三种测量方法，对界面或表面扩张粘弹性进行测量的界面或表面扩张粘弹性测定仪，通过该测定仪能提供较全面的界面或表面扩张粘弹性实验数据。本技术的目的是这样实现的本技术的界面或表面扩张粘弹性测定仪包括郎缪尔(Langmuir)槽体、滑障及滑障运动的机械控制部分、界面张力的测量部分和水浴恒温及测温系统；在Langmuir槽1的槽体上设有进水口15、出水口16和温度传感器8；在Langmuir槽1的内部安装有滑障2；滑障2与具有反向螺纹的螺杆6连接，螺杆6与步进电机7连接；滑障2由控制滑块运动的传动杆2-a、滑块2-b和架在传动杆2-a下的固定螺钉2-c组成；温度传感器8、力传感器4和步进电机7通过接口板18与数据线接口9及电源线17相连；数据线接口9引出的数据线11和电源线17与电路控制部分19连接，电路控制部分19上的数据线接口12通过数据线13与计算机的COM口14连接。力传感器4固定在Langmuir槽体上方的力传感器支架5上，吊片3悬挂在力传感器4力臂上的挂钩上；吊片的水平位置是位于Langmuir槽的正中，平行于滑块2-b的方向，高度以油/水或空气/水界面的位置为准。Langmuir槽1通过进水口15和出水口16与恒温水槽相连，以此来恒温。Langmuir槽体1的温度由温度传感器8测量。所述的接口板18是与25针的数据线11连接。所述的Langmuir槽体1的内部是阶梯式的结构。整个仪器的工作过程(包括滑障运动、数据采集和数据处理)采用计算机自动控制。仪器由机械部分和电路控制部分、计算机及软件部分组成。计算机及软件部分的作用是发出指令和分析实验数据；电路控制部分的作用是将计算机指令转变成具体的电信号，将测量得到的电信号转变成数字信号传输给计算机，同时提供机械部分正常工作所需的电压；机械部分则是界面形变和界面张力测量的具体实施者。所述的Langmuir槽体1的内部采用阶梯式的结构，其优点在于油水界面的位置很容易得到。所述的滑障2，其传动杆2-a的一头与螺杆6相连，另一头挖出空槽，将滑块2-b套住，空槽的宽度与滑块2-b的厚度一致，固定螺钉2-c的作用是架住传动杆2-a，使其与滑块2-b的接触非常灵活。由于滑块2-b是通过传动杆2-a和它自身的重力压在Langmuir槽1上的，因此既可保障滑块2-b与槽体1的良好接触，使滑动起来摩擦力较小。所述的滑块2-b的上半部分是一个半月形的聚四氟乙烯块，下半部分由外面镀了一层聚四氟乙烯的不锈钢片做成，不锈钢片用螺丝固定在上半部分的聚四氟乙烯块上。所述的吊片用0.8mm厚的聚四氟乙烯薄片或镀了一层聚四氟乙烯的同等厚度的不锈钢片做成。用不锈钢丝或镍铬丝悬挂在力传感器的挂钩上。所述的滑障的运动用步进电机驱动的具有反向螺纹的螺杆控制，通过计算机控制步进电机在单位时间内的运动步数，从而获得具有不同运动方程的运动方式(如正弦运动、指数方程的运动等等)。本技术界面或表面扩张粘弹性测定仪具有1.提供了界面或表面扩张粘弹性测量的工具；2.能采用三种工作模式进行工作，可以提供丰富的实验数据，适合于不同体系的测量。3.槽体内部的阶梯形设计更适合于油水界面的测量。4.采用聚四氟乙烯片或镀聚四氟乙烯的不锈钢片作吊片，使吊片与油水界面的接触角能长久保持在180°，使动态界面张力的测量更加方便准确。5.采用特殊设计的滑障，使滑障与槽体之间保持良好滑动，并且滑障对液体体相的扰动非常小。下面结合实施例及附图对本技术的技术方案作进一步的描述。附图说明图1.本技术仪器结构示意图；图2.本技术Langmuir槽的俯视图；图3.本技术Langmuir槽的纵剖面示意图；图4.本技术滑障组合后的结构示意图；图5.本技术滑块的侧面结构示意图；图6.本技术传动杆的俯视示意图；图7.本技术实施例1不同扩张速率常数时Triton X-100(浓度0.05％)的稳态表面扩张粘度实验数据曲线；图8.本技术实施例2小幅低频振荡工作模式下正癸烷/0.05％Triton X-100水溶液界面的实验曲线及拟合曲线；图9.本技术实施例3界面张力驰豫工作模式下正癸烷/0.1％Triton X-100水溶液界面的界面张力驰豫曲线及拟合曲线；图10.本技术实施例3界面张力驰豫方法得到的界面扩张弹性(εd)及界面扩张粘度(ηd)的频率谱。图中标示1.Langmuir槽 2.滑障 3.吊片 4.力传感器 5.力传感器支架6.反向螺纹的螺杆7.步进电机8.温度传感器9.25针数据线接口10.机械部分外壳11.25针数据线12.9针数据线接口13.9针数据线14.计算机COM口15.进水口 16.出水口 17.电源线 18.接口板 19.电路控制部分2-a.传动杆 2-b.滑块 2-c.固定螺钉。本技术的界面或表面扩张粘弹性测定仪由机械部分和电路控制部分、计算机及软件部分组成。计算机及软件部分的作用是发出指令和分析实验数据；电路控制部分的作用是将计算机指令转变成具体的电信号，将测量得到的电信号转变成数字信号传输给计算机，同时提供机械部分正常工作所需的电压；机械部分则是界面形变和界面张力测量的具体实施者，仪器的机械部分放在外壳19中。在内部采用阶梯式结构的Langmuir槽1上设有进水口15、出水口16和温度传感器8；进水口15和出水口16分别与恒温水槽的出水口和进水口相连，以此达到恒温的目的。温度传感器8用于测量Langmuir槽1的温度。在Langmuir槽1的内部安装有滑障2，滑障2由控制滑块运动的传动杆2-a、滑块2-b和架在传动杆2-a下的固定螺钉2-c组成。滑障2的传动杆2-a连接在具有反向螺纹的螺杆6上，螺杆6与步进电机7直接相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种界面或表面扩张粘弹性测定仪，包括郎缪尔槽体、滑障及滑障运动的机械控制部分、界面张力的测量部分和水浴恒温及测温系统，其特征在于：在郎缪尔槽（１）的槽体上设有进水口（１５）、出水口（１６）和温度传感器（８）；在郎缪尔槽（１）的内部安装有 滑障（２）；滑障（２）与具有反向螺纹的螺杆（６）连接，螺杆（６）与步进电机（７）连接；温度传感器（８）、力传感器（４）和步进电机（７）通过接口板（１８）与数据线接口（９）及电源线（１７）相连；数据线接口（９）引出的数据线（１２）和电 源线（１７）与电路控制部分（１９）连接，电路控制部分（１９）上的数据线接口（１２）通过数据线（１３）与计算机的ＣＯＭ口（１４）连接；力传感器（４）固定在郎缪尔槽体上方的力传感器支架（５）上，吊片（３）悬挂在力传感器（４）力臂上的挂钩上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞稼镛，孙涛垒，陈鲁铁，赵濉，陈邦林，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]