Nou equip de laboratori: Tensiòmetre de pressió de bombolla

Una bona anàlisi de la química és essencial per oferir productes i serveis de qualitat. Concentrol augmenta contínuament la capacitat tècnica. Un exemple és un útil que permet als laboratoris de la companyia mesurar la tensió superficial dinàmica.

La tensió superficial d’un líquid es defineix com l’energia necessària per augmentar-ne la superfície una àrea determinada. És una mesura de les forces d’atracció intermoleculars entre les diferents molècules d’un líquid a la superfície: els líquids amb forces d’atracció intermoleculars fortes tenen una tensió superficial elevada.

Hi ha diferents mètodes per mesurar la tensió superficial. Un dels més comuns és l’anell de Du Noüy que permet mesurar la tensió superficial estàtica del líquid. No obstant això, per a processos industrials on hi ha una generació ràpida de noves superfícies, com poden ser aplicació amb rodets o impressió, és interessant mesurar la tensió superficial dinàmica. Per això es pot utilitzar el mètode dinàmic de pressió de bombolla. Aquest instrument produeix bombolles a diferents freqüències a través d’un capil·lar submergit al líquid a analitzar i mesura la pressió necessària per formar una bombolla del radi del capil·lar (pressió màxima). La pressió necessària per formar la bombolla està directament relacionada amb la tensió superficial.

El valor de tensió superficial d’un líquid pur és independent del temps de vida de la bombolla. Tot i això, la tensió superficial en fluids en presència d’additius tensioactius depèn del temps de vida de la bombolla. Quan es genera una superfície nova, les molècules de surfactant difonen cap a aquesta nova superfície i s’orienten, aquest procés necessita temps i depèn de la mobilitat del surfactant en solució. Per això, el valor tensió superficial dinàmica depèn del temps de vida de bombolla.

Recentment, Concentrol ha adquirit un tensiòmetre de pressió de bombolla per als laboratoris de R+D. Aquest equip permet la mesura de les tensions dinàmiques des d’un temps de bombolla de 15 mil·lisegons fins als 100000 mil·lisegons (100 segons) on els valors obtinguts es consideren quasi-estàtics. Aquest equip ens ajuda al desenvolupament de nous additius humectants, ja que ens permet observar diferències en comportament entre diferents additius, com en la següent comparativa entre dos additius de la gamma ORDISOL SWT.

S’han fet mesuraments de tensió superficial en aigua destil·lada utilitzant el mètode de pressió màxima de bombolla. S’han adquirit lectures en continu des dels 15 mil·lisegons fins als 50 segons de temps de bombolla. La dosi d’additiu humectant s’ha establert al 0,1%.

Els valors de tensió superficial a temps de bombolla de 50 segons es poden considerar com un valor de tensió quasi-estàtic.

Resultats

Taula 1: Mesuraments quasiestàtics de tensió superficial amb un temps de bombolla de 50 segons.

A continuació, es mostra el gràfic de tensions superficials mesurades en els diferents temps de bombolla per a cada additiu. Es poden observar dues zones ben diferenciades al gràfic: La primera (de 0,025 a 10 segons) s’observa una forta disminució en els valors de tensió superficial a mesura que el temps de bombolla augmenta. Aquesta zona correspon a la regió de tensió superficial dinàmica. A partir dels 10 segons, s’observa com la tensió superficial s’estabilitza disminuint el pendent de la corba. Aquesta zona correspon a la regió de tensió superficial quasi-estàtica.

Ampliació de la regió dinàmica: s’amplia la zona de la regió dinàmica del gràfic anterior. Es pot observar com l’ORDISOL SWT-31 té un comportament de disminució de la tensió superficial dinàmica més ràpid que l’ORDISOL SWT-33 obtenint valors de tensió dinàmica inferiors per a cada temps de bombolla.

Aquesta nova eina exemplifica la voluntat de Concentrol de desenvolupar noves solucions per als seus clients, així com mantenir la millor qualitat als seus productes. Els laboratoris de l’empresa estan en investigació contínua, prova d’això és el continu que genera i finalment s’aplica a noves solucions líder del sector.