CNGTX 800 界面扩张流变仪

界面扩张流变仪 & 界面张力仪

CNGTX 800 界面扩张流变仪

界面强度、界面粘弹性、界面粘度精准测量

CNGTX 800 系列

应用场景

CNGTX 800 系列用在哪里?

01 · 能源

提高采收率

1 超低张力下的驱油剂评价与排序

2 三元复合驱（ASP）配方优化

3 高温高盐与 CO₂ 界面体系

02 · 配方

乳液与泡沫

1 抗聚并稳定性与货架期

2 泡沫排液与 Marangoni 稳定性

3 清洁标签乳化剂替代评估

03 · 生命科学

蛋白与生物表面活性剂膜

1 抗体吸附与界面凝胶化

2 聚山梨酯置换与批次质控

3 生物表面活性剂辅料验证

04 · 工艺

破乳剂筛选

1 不同破乳剂化学体系的排序

2 沥青质膜老化与过渡层

3 采出水与污油破乳

旋转毛细管内部：离心力把轻相拉伸成柱状，直至与界面张力相平衡。在同一转速下，液滴越长越细，γ 就越低——最低可至 10⁻⁶ mN/m。让液滴长度按正弦规律变化，同一个形状便同时给出 |E*|、δ、E′、E″ 与 κ_d。

产品特点

一颗液滴，获得界面强度、界面粘弹性和界面粘度数据

界面张力被连续记录。随后让液滴面积按正弦规律调制，界面张力便以相同频率的正弦响应——但在时间上有一个滞后。界面强度、界面粘弹性、界面粘度全部实时获得。

特点 01

10⁻⁶ mN/m 至 100mN/m，您的配方不再受界面张力量程的限制

在10 mN/m以下测量界面膜的特性，悬滴法已经分辨不出差别——好配方和更好的配方，读数看上去是一样的。现在旋转滴扩张流变仪把量程一路压到 10⁻⁶ mN/m，正是表面活性剂体系真正起作用的那一段。排序、优选、卡边界，您终于有更高分辨率的数据进行支撑。

背后的功能

旋转滴法 · 10⁻⁶–100 mN/m 量程

特点 02

一颗液滴，两个答案

过去要同时拿到界面张力和粘弹数据，得换一台仪器、换一次样、换一个时间点；两组数对不上，您也说不清是体系变了还是仪器不可靠。现在同一颗液滴、同一次测量，界面张力 γ 和 |E*|、δ、E′、E″、κ_d 一起出来，时间轴天然对齐，不需要再解释差异从哪来。

背后的功能

正弦转速调制 0.00001–0.5 Hz · 逐周期锁相拟合

特点 03

膜是稳的还是要散的，回线的形状直接告诉你

过去判断乳液稳不稳、破乳剂好不好，靠瓶试、靠等、靠经验，一个结论要养上几天。现在一个周期就画出一条界面张力对面积的闭合回线，它的形状就是测量结果。

窄回线与张开的回线：δ ≈ 8° 的刚性膜对比 δ = 90° 的流动性膜

看到窄回线您的乳液会稳，货架期站得住。

看到张开的回线您的破乳剂性能可靠。

背后的功能

相位角 δ 逐周期输出 · E′/E″ 分解 · 频率扫描给出松弛时间尺度

特点 04

AI帮您 "盯着" 液滴

过去一次测量要有人守着屏幕：找液滴、描轮廓、防跑偏，中途离不开人。现在 AI 全程自动对焦与形状拟合，液滴始终锁在视野里。您可以去做别的事，回来数据已经测出来了。

背后的功能

AI 液滴锁定 · 全程自动对焦与拟合 · 逐帧原始数据可导出

仪器输出什么

每个周期，实时输出界面膜特性数据

动态界面张力

γ = (∂G/∂A)_T,p

mN/m

生成单位新界面所需的自由能代价——即单位长度上的力。

随表面活性剂吸附而下降，单分子层饱和后达到平衡。下面五个量都是围绕这一水平的振荡测得的。

扩张模量

|E*|

|E*| = dγ / (dA/A) = A dγ/dA

mN/m

吸附层抵抗面积变化的总刚度（吉布斯弹性）。

由 γ 对表面覆盖率的依赖强度，以及分子扩散补充、缓解形变的快慢共同决定。

相位角

tan δ = E″ / E′

度（°）或弧度

γ 响应与面积驱动之间的时间滞后。

0° 表示膜层像不溶的弹性薄壳；90° 表示松弛速度与形变同步。数值由扩散和分子重排决定。

扩张弹性模量

亦称扩张储能模量

E′

E′ = |E*| cos δ

mN/m

同相、可恢复的部分：储存后又释放出来的能量。

即 Marangoni 回复力。它阻止局部变薄，因此是与乳液、泡沫稳定性直接对应的量。

扩张粘性模量

亦称扩张损耗模量

E″

E″ = |E*| sin δ

mN/m

异相部分：被耗散而非储存的能量。

来自界面与体相之间的分子交换，以及膜层内部的重排。本质是一个松弛速率，以模量形式给出。

扩张粘度

κ_d

κ_d = E″ / ω, ω = 2πf

mN·s/m

界面对面积变化速率的阻抗。

把刚度与时间尺度分开：在不同频率下 E″ 相同的两种膜，κ_d 并不相同，松弛时间尺度也不同。

扩张模量如何分解？

把相位角画出来

|E*| 是一个与横轴成 δ 角的矢量。E′ 是它的水平投影，E″ 是垂直投影。就这么简单——也正因如此，δ 的小幅变化，就能把同样大小的总模量从弹性转移到粘性。

δ < 10°

弹性主导的膜

E′ 几乎承担了全部 |E*|。Marangoni 回复力完好，膜层能够回弹。

δ ≈ 45°

弹性与粘性均衡

松弛与形变处于同一时间尺度。E′ 与 E″ 相等。

δ > 70°

粘性主导的膜

膜层重排的速度快于被拉伸的速度。能量走向耗散，而非回复。

E* = E′ + i E″

E′ = |E*| cos δ

E″ = |E*| sin δ

从 0° 到 90°

一条张开成圆的直线

在一个周期内以界面张力对面积作图，得到一条闭合回线。它的形状就是测量结果。完全弹性的界面画出一条直线，完全粘性的界面画出一个圆。真实体系都落在两者之间。

δ = 0°

纯弹性

回线退化为一条直线。|E*| 全部为 E′。膜层储存的每一焦耳都会还回来。

δ ≈ 8°

真实的表面活性剂膜

典型表面活性剂膜。窄椭圆——弹性很强，仅有少量耗散。

δ = 45°

完全均衡

E′ 等于 E″。回线张开一半。储能与损耗各占一半。

δ = 90°

纯粘性

回线成为一个整圆。|E*| 全部为 E″。输入的能量全部以热耗散。

为什么回线形状就是你要的答案

窄回线

刚性、弹性的膜。抵抗变薄，液滴不易聚并，泡沫排液缓慢。这就是稳定性。

张开的回线

流动性强、耗散型的膜。受力时松弛而非抵抗。这正是优良破乳剂造成的界面。

仍在变化的回线

界面仍在老化。连续跟踪 δ 数小时的漂移，就能判断界面何时进入最终状态。

一次测量如何进行

形成液滴

将一相的液滴注入装有另一相的旋转毛细管中，离心力将其拉长。

调制界面面积

转速按正弦规律扫描，液滴随之伸长缩短，界面面积变化数个百分点。

跟踪响应

AI 形状拟合逐帧给出界面张力与面积，全程锁定液滴，无需人工操作。

读出五个参数

逐周期锁相拟合，在测试仍在进行时输出 |E*|、δ、E′、E″ 与 κ_d。

在你的体系中如何解读 δ

相位角不是抽象量。在上述四类应用中，它分别回答一个具体的商业问题。

δ 低

刚性膜。在提高采收率中可抑制导致油被捕集的液膜断裂；在乳液中则是产品稳定的标志。

δ 高

流动性膜。破乳以及任何需要两相快速彻底分离的工艺，都需要这样的界面。

δ 漂移

界面仍在构建。蛋白与生物表面活性剂膜可能需要数小时才达到最终状态。

δ - ν

扫描频率，δ 便描绘出吸附层的松弛时间尺度——分子体系的指纹。

关于仪器

主要技术参数

输出参数
动态界面张力 γ	10⁻⁶ – 100 mN/m
扩张模量 \|E*\|	mN/m，逐周期
相位角 δ	0 – 90°
扩张弹性模量 E′	mN/m，逐周期
扩张粘性模量 E″	mN/m，逐周期
扩张粘度 κ_d	mN·s/m，逐周期

正弦转速控制
正弦基线转速范围	5 000 – 12 000 rpm
正弦基线转速精度	±1 rpm
正弦转速频率控制范围	0.00001 – 0.5 Hz
正弦转速频率控制精度	±1‰
正弦转速振幅控制范围	0 – 3 000 rpm
正弦转速振幅控制精度	±1‰