表面活性剂表面张力测试：难点、流程及国内外标准全解析

表面活性剂表面张力测试：难点、流程及国内外标准全解析

在制药、化工、涂料、农药以及石油开采等行业中，表面活性剂应用广泛。它之所以能发挥润湿、起泡、乳化、分散等多种作用，就在于它能够显著降低液体的表面张力。因此，准确测量表面活性剂的表面张力，是评估其配方性能、控制产品质量的重要手段。根据GB/T 22237-2008《表面活性剂 表面张力的测定》，苯扎氯铵、卵磷脂、吐温80、泊洛沙、蔗糖脂肪酸酯需要通过检测表面张力，GBX 3S台式表面张力仪适配该标准，测试模块支持白金板法和白金环法。

表面张力测试有哪些难点

1. 对微量表面活性物质非常敏感

表面张力对配方中的表面活性物质敏感。有研究显示仅加入0.17 g/L SDS，溶液表面张力就由约70.9 mN/m降至29.4 mN/m。这意味着样品中微量表面活性剂、清洗剂残留，甚至烧杯和测试板上的污染物，都可能造成明显的测量偏差。因此，测试前必须保证烧杯、铂金板以及与样品接触的部件充分清洁，并避免不同样品之间的交叉污染。

2. 温度变化会影响测试结果

表面张力与温度密切相关。同一种液体在不同温度下测试，得到的结果可能不同。

3. 微小力测量对稳定性要求高

Wilhelmy板法本质上测量的是液体对薄板产生的微小作用力，因此设备振动、液面扰动、探头运动速度以及人工操作都可能影响测试结果。

表面张力测试方法

1.       样品准备

将待测液体装入洁净烧杯，避免样品中存在明显气泡、悬浮杂质及其他污染物。不同配方或批次进行对比测试时，应保持测试体积、浓度、温度及静置时间等条件一致。

2. 仪器及铂金板准备

安装经过充分清洁的Wilhelmy铂金板，并检查其表面是否存在油污或残留物。随后对力传感器进行零点及力值校准。

3. 设置测试参数

根据测试要求设置测量温度、运动速度及数据采集条件。

对于不同样品之间的比较，应尽量采用相同的温度和测试条件；对于表面活性剂体系，还可以根据需要观察表面张力随时间的变化。

4. 铂金板接触液面

启动测试，使铂金板缓慢接近液面。当铂金板下边缘刚好接触液体时，液体浸润铂金板并形成弯月面，力传感器同步记录其受到的作用力。

5. 数据计算与重复测试

仪器根据检测到的作用力及铂金板润湿周长计算液体表面张力，结果通常以 mN/m 表示。2026年6月Chenoufi L发表于《Desalination》的一项研究实验，通过改变液体表面张力研究了疏水中空纤维膜的润湿行为。研究人员分别配制盐溶液SS、非润湿溶液NWS，以及加入SDS表面活性剂后的润湿溶液WS，使用GBX 3S表面张力仪通过Wilhelmy板法进行测试。结果显示，三种溶液的表面张力分别为71.6、70.9和29.4mN/m；加入SDS后，液体表面张力明显下降。

表面活性剂测试标准有哪些

1.       GB/T 22237-2008《表面活性剂 表面张力的测定》

规定了使用各种方法（包括圆环法、平板法等）测定表面活性剂水溶液表面张力的通用导则。

2.       GB/T 42415-2023《表面活性剂 静态表面张力的测定》

3.       GB/T 5549-2010 《表面活性剂 用拉起液膜法测定表面张力》

专门针对使用白金板法（Wilhelmy Plate）或圆环法（Du Noüy Ring）拉起液膜的测试。

4.       GB/T 11276-2007 《表面活性剂 临界胶束浓度的测定》

圆环表面张力法（Du‑Noüy环法）用于阴离子、非离子表面活性剂。

5.       T/TGIC 022-2025 表面活性剂 界面张力的测定 吊片法

6.       ISO 304:1985   表面活性剂 - 用拉起液膜法测定表面张力。

7. ISO 6889:1986  表面活性剂 - 用拉起液膜法测定界面张力。

8. ASTM D1331-14(2021) 涂料、溶剂、表面活性剂溶液及相关材料的表面和界面张力的标准试验方法

总结

表面活性剂的表面张力测试是一项严谨的系统工作。从静态平衡测试到动态响应评估，从单一数值的获取到CMC曲线的绘制，都需要根据具体的应用场景来选择合适的测试型号和方法。在研发实验工作中，遵循GB/T 22237、ASTM D1331等国内外相关标准，不仅能保障测试数据的合规性，也能为新产品研发和工艺优化提供可靠的数据支撑。掌握好测试原理与相关标准规范，才能更好地发挥表面活性剂在各类工业产品中的实际效用。

参考资料

[1]       Chenoufi L, Mericq J P, Sistat P, Benac S, Heran M. Wetting monitoring of hydrophobic hollow fiber membrane in real time by electrochemical impedance spectroscopy. Desalination, 2026, 628: 120037. DOI: 10.1016/j.desal.2026.120037.

[2]        JB/T 9388-2015 界面张力仪技术条件

[3]       ASTM D971-12(2020) Standard Test Method for Interfacial Tension of Oil Against Water by the Ring Method