1、ICS 13.300;1 1. 100 A 80 中华人民化学品主t./、道昌和国国家标准G/T 27842-2011 动态表面张力的测定快速气泡法Chemicals-Test method for dynamic surface tension一Fast-bubble technique 2011-12-30发布数间l坊fj中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-08-01实施发布GB/T 27842-2011 目IJ1=1 本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准与美国试验与材料协会标准ASTMD 3825-90: 2005(快速气泡法测定
2、动态表面张力的标准试验方法)(Standardtest method for dynamic surface tension by the fast-bubble technique) (英文版)的技术内容相同。本标准进行了下列编辑性修改:用本标准代替本试验方法;删除原ASTM标准前吉、关键词等资料性部分;将所有的单位及其数值换算成我国法定计量单位;一一对原有缺失标题的图、表增补标题，并统一调整了全文的图、表、公式编号。本标准由全国危险化学品管理标准化技术委员会CSAC/TC251)提出并归口。本标准起草单位:中国检验检疫科学研究院、中国化工经济技术发展中心、江苏煤化工程设计研究院有限公司、中
3、化化工标准化研究所。本标准主要起草人:李晴、陈会明、王晓兵、杨挺、郭新宇。. . I 电GB/T 27842-2011 化学晶动态表面张力的测定快速气泡法重要提示:本标准无意陈述使用本标准所涉及的所有安全问题(如果有)。本标准的使用者在使用前，有责任咨询和制定适当的安全和健康规范，并确定其是否符合相关法律规定。相关警告声明见7.3、7.4和7.5。1 范围本标准规定了化学品快速气泡法测定动态表面张力的原理、意义和用途、仪器和设备、试剂和材料、校准和规范化、实验步骤、计算和报告。本标准适用于表面形成瞬时液-气界面自由能的测定。本标准适用于试验温度下，蒸汽压小于或等于30.0kPa并且运动蒙古度小
4、于或等于4.0mm/s的液体。注:更高蒙古度的液体尚未进行研究。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ASTM D 1193 试剂用水规范CSpecificationfor reagent water) ASTM D 1331 表面活性剂溶液表面张力和界面张力的试验方法CTestmethods for surface and interfacial tension of solutions of surface-active agents) ASTM E 1
5、玻璃液体温度计美国试验与材料协会规范CSpecification for ASTM liquid-in-glass thermometers) 3 术语、定义和符号3. 1 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1. 1 表面张力surface tension y 液相和气相界面上的表面自由能，mN/mo3. 1. 2 气泡频率bubble frequency s 起泡速率(每秒内的起泡数目)，s一1。1 GB/T 27842-2011 3. 1.3 气泡压力bubble pressure .P 宽口径毛细管最大压力(Pj)与窄口径毛细管最大压力(P2)之差，Pa。3. 1. 4 死时间
6、dead time to 一个气泡从开始产生到完成所需时间，mso3. 1. 5 死时间百分率dead time % 一个循环。十to)中死时间所占的百分率，%0 3. 1. 6 表面时效surface age 新产生一个气旭所需时间，mso3.2 符号下列符号适用于本文件。D 密度，kg/m勺.P-最大压力差，Pa;Pj一一宽口径毛细管最大压力，Pa;P2-一一窄口径毛细管最大压力，Pa;r一一一半径，mm;S一一气泡频率，s-1;to一死时间，m的t一一表面时效，ms;Y一-表面张力，mN/m。4 方法原理浸入液体的毛细管尖端形成气泡所需的压力通过气体流速来测定，该气体流速提供了一系列气泡
7、频率。可用压力和校准常数来计算不同表面时效下的动态表面张力。5 意义和用途5. 1 本方法适用于一种或多种成分移动至表面的混合物，也可用于液态纯物质。5.2 在设计渥合液处理设备，如蒸锢塔时，需用到此类数据。6 仪器和设备6. 1 起泡装置:水套式(见图1)。6.2 恒温控制装置:使用循环水让起泡器处于特定温度下。6.3 烘箱:温度可达到105oC，防爆。6.4 压力传感器:阻膜张力计，时间常数小于或等于25ms ,O Pa2 000 Pa，精度为士2%。GB/T 27842-20门6.5 开关电源:供张力计使用。6.6 示波镜:扫描时间小于0.020So 6. 7 过滤后(5m)的空气源:其
8、压力调节器的压力值可比周围环境高okPa724 kPa。注:如果有液体氧化的问题，可使用氮气代替氧气。6.8 温度计:测量范围适宜，并符合ASTMEl要求。a 水套;b一一宽口径毛细管(内径=2.0mm士0.1mm); b -窄口径毛细管(内径=0.11mm土0.1mm); c 进气歧管;d一一压力传感器Ee一一旋塞阀zf一一温度计;g 通风管路。b I Ib 注:b和b的末端应角切至相同水平面，并加工细磨(例如，44mS;C)。圄1起泡装置7 试剂和材料a 7. 1 试剂的纯度:所有试验均应使用试剂级的化学品。如果能够确定试剂的纯度能满足使用需要，并且不会降低试验准确性，也可使用其他级别的化
9、学品。3 GB/T 27842-2011 7.2 水的纯度:除非另有说明，本标准所用水为符合ASTMD 1193的皿型试剂水。7.3 校准液:试剂级，表面张力范围应大。丙嗣、甲苯、乙醒和甲薛均符合该要求。a) 丙酣:(警告:极度易燃。其气体可能导致闪火。见附录A中A.l)。b) 甲苯:(警告:易燃。气体有害。见附录A中A.6)。c) 乙晖:(警告:易燃。气体有害。见附录A中A.5)。d) 甲薛:(警告:易燃。变性。见附录A中A.4)。7.4 洗液:锚酸洗液(警告:造成严重烧伤。己知的致癌物质和强氧化剂，与有机物质接触可能引起火灾。吸温。见附录A中A.2)。7.5 氮气:不会与试液以及浓度小于1
10、00mg/L的CO2和胶发生反应的适宜纯度(警告:高压下的压缩气体。见附录A中A.3)。8 校准和规范化8. 1 用洗液清洗起抱器，然后用水冲洗(警告:洗液可造成严重烧伤。己知的致癌物质和强氧化剂，与有机物接触可能引起火束。眼湿，见附录A中A.2)。起泡器在水中浸泡48h，最后用水冲洗。8.2 按图2所示装配设备，将恒温器设置到预期温度。注:如果未规定试验温度，建议采用25C士0.1C。a 水套;g 通风管路;h一一桥开关电源;卜一示波镜;j一一恒温器;k一一针形阀;m 一一压力调节器;n一一过滤器.5m.圄2仪器的装配1)8.3 对照合适的定时器，校准传感器和示波镜的纵坐标。8.4 用合适的
11、方法测量宽口径毛细管(b)的内径(r)，精确度为土5%。8.5 在起泡器中加水至半满;然后将其与恒温控制装置连接，平衡至试验温度。8.6 使气体以给定的速率5=0.55-1通过窄口径毛细管仙)，并记录最大压力作为P20(警告:高压下的压缩气体。见附录A中A.3)。1) 装配时不应使用硅脂润滑旋塞阀或终端连接。4 8. 7 打开宽口径毛细管的旋塞阀(e)，记录压力作为Pj0 8.8 排空起泡器，并在烘箱中烘干。8.9 在起泡器中加入乙醇或甲醇至半满，重复8.58. 8的步骤。8. 10 使用其他三种校准液重复8.9步骤。8. 11 用式。)分别计算五种液体的校准常数A.A = r/ .PO +
12、675rD / .P) 求出结果的平均值。GB/T 27842-2011 . ( 1 ) 通常，指南中D值已满足要求。但是还应知道每次提供的各种校准液的真值;如果元法从其他记录中得到该值，可根据ASTMD 1331的试验方法或其等效方法进行测定。9 试验步骤9. 1 按照8.1清洗起泡器，并在烘箱内烘干。9.2 在起泡器中加入试液至半满，将其与恒温控制装置连接并平衡。9.3 关闭宽口径毛细管上的旋塞阔(e)。a) 按照8.6使干燥气体通过窄口径毛细管，并记录P2值。b) 同步扫描电路，使压力曲线重合而不发生偏移，扫描速度记录为So注:避免以2S或3S的速度同步进行，以目视方式观察气泡。c) 打
13、开旋塞阀，并记录Pj值。9.4 关闭旋塞间，使用针形阀(k)增加流速至给定值S=1.0 s-j，并记录下S和P20打开旋塞阀，检查Pj。9.5 继续加倍气体的流速，记录每一步的S和鸟，直至有证据表明死时间出现在右侧，如图3中的理想显示。此后，应根据显示的横坐标，记录to或死时间百分率。记录每一步的Pj0 p:! p=o 1000/S 固38=16 S-l时的理想示波镜显示注:对于类似装置，根据经验得到式(2): to = 31. 9一O.25S.( 2 ) 该公式可作为to的观察性指南，但由于存在不确定的多维度差异，不能用它来计算结果。8 GB/T 27842-2011 9.6 继续加倍气体的
14、流速，记录每一步的S、Pz、to和PJ，直至有规律的气泡生成停止，表示为Pz值的突然增加。注:停止取决于Y和毅度，以及一些设备的因素。使用水和表面活性剂所得到的最高速度5=50S-lo使用蒙古度最大的液体(蒙古度为4mm/s的苯胶)时，出现停止情况的最低速度5=20S-lo 9. 7 将气体流速降低至初始值5=(0.5士O.Ol)s-J ，重新测定Pz和PJ。如果差值.P的变化超过了9.3中规定值的:1:2%，应记录在试验过程中可证明样品性质发生变化的实际情况。10 计算10. 1 利用式(3)或式(的计算每一流速的表面时效:t二(1000/5) (1一%to/100)t二(1000/5) -
15、 to 10.2 利用式(5)计算每一流速的表面张力z. ( 3 ) ( 4 ) y=A.P(l + 675rD/ .P) . ( 5 ) 10.3 绘制出和对应t的关系曲线，并内插加入t=25ms或其他特定表面失效时的值。门报告11. 1 报告所有流速下的Y和t值(通常为6或7)。11. 2 综合报告可包含t=2000 ms时的Y作为静态表面张力，以及t=25ms或其他指定时间的Y作为动态表面张力。11. 3 如果9.7中得到的.P与9.3中的原始测量值稍有不同，报告试验过程中液体的变化，以mN/m表示。6 A.1 丙酣极度易燃，气体可能导致闪燃。远离热源、火花和明火。保持容器密封。使用时应
16、有适宜的通风。气体可远距离传播，并引起暴燃。附录A(规范性附录)警告声明避免蒸汽聚集，排除所有的火源，尤其是非防爆性的电气设备和加热器。避免长时间吸人蒸汽或喷雾。避免与眼睛和皮肤接触。如有溢出，吸干并用大量的水冲洗。如有着火，使用水、干粉灭火剂、COz或泡沫灭火剂灭火。A.2 锚酸(洗溜)造成严重烧伤。已知的致癌物质。强氧化剂二一接触其他材料可着火。吸湿。切勿与眼睛、皮肤和衣服接触。避免吸入蒸汽或烟雾。保持容器密封。使用时应有适宜的通风。不得内服。作业后彻底洗净。如有溢出，用过量的碳酸铀吸收，再用大量的水冲洗。A.3 压缩气体、氯气高压下的压缩气体。气体会减少呼吸所需的氧气。保持容器密封。使用
17、时应有造宜的通风。除非通风充分，不得进入储存区。始终使用压力调节器。打开气瓶阀门前先择放调节器压力。不得向有气体的气瓶内传送另一种气体。不得在气瓶内混合气体。切勿跌落气瓶。确保气瓶始终放于支架上。开启气瓶阔门时，应远离气瓶出气口。气瓶应避开阳光并远离热源。避免将气瓶放置于腐蚀环境。GB/T 27842-2011 7 GB/T 27842-2011 不得使用没有标签的气瓶。不得使用有凹痕或损坏的气瓶。仅供技术使用。不得用于吸入目的。A.4 Z醇或酒精易燃。变性不能使其无毒。远离热源、火花和明火。保持容器密封。使用时应有适宜的通风。避免长时间吸入蒸汽或喷雾。避免与眼睛和皮肤接触。不得内服。A.5
18、甲醇(木醇)易燃。蒸汽有害。吞人或吸人可致命或造成失明。不得进行除毒处理。远离热源、火花和明火。保持容器密封。避免与眼睛和皮肤接触。避免吸人蒸汽或喷雾。使用时应有适宜的通风。不得内服。A.6 甲苯8 易燃。蒸汽有害。远离热源、火花和明火。容器保持密封。使用时应有适宜的通风。避免吸人蒸汽或喷雾。避免与皮肤长时间或重复接触。GB/T 27842-2011 参考文献lJ Kloubek,J. , Measurement of the Dynamic Surface Tension by the Maximum Bubble Pres sure Method，田，Journal 0 f Colloid
19、 and 1terface Science. ,1972 ,41:7-16 2J Austin, M. , Bright, B. B. and Simpson, E.儿，The Measurement of the Dynamic Surface Tension of Manoxol OT Solutions for Freshly Formed Surfaces,Journal of Colloid and Interface Sci ence,1967 ,23:108-112 3J Razouk, R. Surface Tension of Propellants, JPL Quarter
20、ly Technical Review, 1972 , 2: 123-133 4J Razouk, R. and Walmsley, D. ,Surface Tension Measurement by the Differential Maximum Bubble Pressure Method Using a Pressure Transducer ,J ournal of Colloid and Interface Science, 1974, 47 , 515-519 9 -FON|N守hNH函。华人民共和国家标准化学晶动态表面张力的测定快速气泡法GB/T 27842-2011 国白唾中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张1字数18千字2012年5月第一版2012年5月第一次印刷晤书号:155066. 1-44810定价18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107GB/T 27842-2011 打印日期:2012年5月23日F002
