您好, 歡迎來到化工儀器網
20
LAUDA接觸角測量儀之臨界膠束濃度及測量 1
當將表面活性劑連續添加到溶液中時，溶液的某些物理性質，例如表面張力、電導率等，會隨著溶液中表面活性劑濃度的增加而明顯變化。這些變化是由于游離表面活性劑分子的增加導致的，游離表面活性劑分子以游離物質的形式存在于溶液中和/或吸附在表面/界面層。
開始時，添加的表面活性劑分子優先吸附在表面/界面上，以減小表面/界面（以及整個系統）的自由能；隨著濃度繼續增加，表面活性劑分子的表面/界面覆蓋率逐漸接近其飽和度。當表面活性劑濃度達到這個水平時，額外添加的表面活性劑分子開始在溶液中自發形成膠束，以降低系統的總能量。臨界膠束濃度（CMC）是膠束開始形成、并且所有額外添加的表面活性劑都會形成膠束的，那一點的表面活性劑濃度。
在到達CMC之前，表面張力受表面活性劑濃度的強烈影響。達到CMC之后，即便進一步增加表面活性劑的濃度，表面張力也相對穩定。CMC是用于測量和表征表面活性劑的重要參數，必須通過實驗來確定。 其值還取決于溫度、壓力以及其他表面活性物質和電解質的存在。通常采用篩選程序來尋找到特定條件下較為合適的配方。
在可用于測定CMC的方法中，比較常用的是基于表面/界面張力（IFT）測量的方法。通常使用基于Du Noüy環法或Wilhelmy板法的力學張力儀，來測定IFT。然而，無論是Wilhelmy板法還是Du Noüy環法都不適合于測量含有表面活性劑的溶液。板法遇到的問題是表面活性劑分子會吸附在Wilhelmy板金屬（通常是鉑金）表面上，這會引起明顯的測量誤差，甚至可能會影響溶液中表面活性劑的濃度。環法原則上僅適用于單組分（即純凈）液體。當樣品包含表面活性劑時，通常難以*清潔環，此外，也不可能獲得與特定的動態或平衡狀態相對應的表面張力值。
與這些傳統方法形成鮮明對比的是，LAUDA Scientific光學接觸角測量儀采用光學懸滴分析(PDA)法測量臨界膠束濃度(CMC)，光學懸滴分析方法在準確性、可靠性、方便性和對包含各種表面活性劑的溶液的適用性，以及自動化程度方面，都顯示出明顯的優勢。這是與測定CMC有關的一些功能：
1)較高的和相對精密度：0.1%或0.01%（相對）；
2)非常廣泛的測量范圍：從約10-3到幾千mN/m；
3)完美的適用于測量表面和界面張力；
4)涵蓋了一個巨大的時間跨度：從界面形成后不久（約50毫秒）到幾乎無限。所有與時間相關的（IFT）值都可以從單個液滴/界面獲得；
5)形成的液體界面與固體載體表面之間的接觸面積很小（可忽略），這大大減少了由于表面活性劑分子吸附到固體表面上而引起的問題；
6)可進行全自動測量：全自動懸滴分析（faPDA）。
( 本文內容得到授權所有者的授權許可)