表面張力測(cè)值通常的方法包括了鉑金板法、鉑金環(huán)法、懸滴法、停滴法等等很多方法。其中以前三種為常見。但談及表面張力儀作為商業(yè)化的成熟儀器，目前為常用、精度的仍舊是鉑金板法。表面張力儀的測(cè)值技術(shù)以來(lái)由于人們對(duì)界面及其相應(yīng)的界面張力的認(rèn)識(shí)水平，以來(lái)僅僅停留在單層表面的分析上。以至于有一段時(shí)間內(nèi)，人們把懸滴法、停滴法以及鉑金板法等的測(cè)值誤差的責(zé)任全推給了懸滴法和停滴法測(cè)值不準(zhǔn)上，卻忽視了表面及界面張力的另一層深層現(xiàn)象，即表面張力的三明治效應(yīng)。從測(cè)值及應(yīng)用技術(shù)來(lái)講，表面張力三明治效應(yīng)是目前界面化學(xué)領(lǐng)域?yàn)榍把氐募夹g(shù)研究領(lǐng)域。而從測(cè)試方法來(lái)看，影響分析法ADSA-RealDrop算法以其高靈敏度、分層測(cè)試功能而占據(jù)明顯的優(yōu)勢(shì)。
但是，無(wú)論哪種方法，對(duì)于如牙膏、膠、顆粒物、特殊膠體等非牛頓體物質(zhì)的表面張力測(cè)值，卻是無(wú)能為力的。這是由于ADSA-RealDrop算法或低版本的Young-Laplace方程擬合法均以輪廓曲線符合Young-Laplace方程為終依據(jù)，但是，非牛頓體根本無(wú)法形成有效的Young-Laplace方程圖形。雖然，ADSA-RealDrop算法對(duì)于液滴輪廓沒(méi)有任何要求，哪怕部分符合Young-Laplace方程，也能夠擬合得到相應(yīng)參考的表面張力值，但是，這個(gè)測(cè)值結(jié)果的意義何在？測(cè)值是否真正具有參考價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值？顯然，這樣的值是無(wú)法信服的。
上海梭倫在美國(guó)科諾團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，曾于2012年左右完成過(guò)一次膠水的表面張力測(cè)值，當(dāng)初的應(yīng)用是由于膠水粘度過(guò)高（超過(guò)100，000CPs)，在無(wú)法測(cè)值時(shí)，采用的二碘甲烷測(cè)值接觸角值，再采用Equation of state算法計(jì)算得到相應(yīng)的固體表面張力值并將這個(gè)值作為終評(píng)估該膠水的表面張力表征值。這個(gè)方法顯然具有參考意義。
日前， 上海梭倫團(tuán)隊(duì)完成了一次新的樣品測(cè)值，同樣為非牛頓體牙膏狀物質(zhì)。為了測(cè)得該物質(zhì)的表面張力值，我們同樣采用了二碘甲烷測(cè)試接觸角的辦法，并且同時(shí)測(cè)試了蒸餾水對(duì)該樣品的接觸角值，進(jìn)而評(píng)估其分散力和極性力組份。
測(cè)試的接觸角圖像如下所示：
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二碘甲烷接觸角測(cè)試圖像
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蒸餾水接觸角測(cè)試圖像
如于如上圖像測(cè)得的接觸角值，采用Owens-Wendt-Rabel- Kaelble表面自由能估算模型時(shí)，計(jì)算結(jié)果如下所示：
Surface Free Energy:53.110mN/m
Dispersive:42.409mN/m
Polar:10.701mN/m
二碘甲烷探針液體數(shù)據(jù)如下：50.800000 49.500000（色散力） 1.300000（極性力）KINO庫(kù) 317
蒸餾水探針液體數(shù)據(jù)如下：72.300000 18.700000 53.600000 KINO庫(kù)748
對(duì)于同樣的圖像，采用A.W.Neumann教授的Equation of state算法，計(jì)算結(jié)果分別如下：
1、測(cè)試二碘甲烷時(shí)：測(cè)值表面張力（表面自由能值）為48.40mN/m（接觸角值18.07，表面張力值：50.8mN/m ）
2、蒸餾水測(cè)值時(shí)，測(cè)值表面張力（表面自由能值）為46.42mN/m（接觸角值63.799，表面張力值：73.93mN/m，溫度12攝氏度）
從如上數(shù)據(jù)來(lái)看，兩個(gè)不同的液體，A.W.Neumann教授的Equation of state算法估算出來(lái)的表面自由能誤差值為1.98mN/m。而OWRK二液法算法時(shí)與蒸餾水的測(cè)值結(jié)果的誤差值為4.7mN/m，與Equation of state算法的數(shù)據(jù)誤差較大?，F(xiàn)在的問(wèn)題在于：表面自由能數(shù)據(jù)以哪個(gè)為準(zhǔn)？
表面自由能是以接觸角測(cè)值為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用不同的探針液體并采用該探針液體的表面張力值及其分量值（如色散力、極性力、酸基、堿基、氫鍵力等），并應(yīng)用不同的表面自由能估算模型，計(jì)算相應(yīng)的表面自由能值。表面自由能模型目前應(yīng)用的有12種數(shù)學(xué)模型，其中以O(shè)WRK法和Equation of state、Acid-base算法為常用。從如上基礎(chǔ)概念分析可以看出，各個(gè)模型之間的理論依據(jù)不同，計(jì)算的結(jié)果可能會(huì)不同；應(yīng)用的探針液體不同，測(cè)值結(jié)果可能存在差異；探針液體的分量是否是決定終結(jié)果的關(guān)鍵。
我們認(rèn)為：
1、Equation of state算法測(cè)值的數(shù)據(jù)更為可信、更為可靠，具有參考意義。
從測(cè)量技術(shù)而言，表面張力值是一個(gè)易測(cè)得的值，僅僅依據(jù)一個(gè)表面張力值來(lái)分析固體表面自由能的方式是方便、數(shù)據(jù)的可控性的一種方式。僅僅一種表面張力的估算模型，無(wú)需知道相應(yīng)的控針液體的分量值，進(jìn)而，探針液體的分量值的誤差不會(huì)導(dǎo)致估算表面自由能誤差出現(xiàn)。從如上估算所得的表面自由能值來(lái)看，兩種不同探針液體估算得出的表面自由能值穩(wěn)定性非常好，可以說(shuō)明Equation of state算法的可靠性。
2、在表征固體的表面自由能的同時(shí)，可以采用二碘甲烷接觸角值和蒸餾水接觸角值作為補(bǔ)充數(shù)據(jù)，再結(jié)合固體的表面自由能值作為固體表面張力或表面自由能的結(jié)果。這樣的方式更為科學(xué)。
從測(cè)值結(jié)果來(lái)看，二碘甲烷與水兩種油性和水性的液體測(cè)試的接觸角值明顯不同，二碘甲烷測(cè)試得到的接觸角值為18.07度，明顯說(shuō)明該樣品偏向親油；而蒸餾水的接觸角值測(cè)值結(jié)果為63.80度，說(shuō)明該樣品不親水；因而，在評(píng)估該樣品的親油親水性哪個(gè)更好時(shí)，相應(yīng)液體的接觸角值可以說(shuō)明一切。
3、OWRK或Wu法等算法，從實(shí)際應(yīng)用來(lái)講，其局限性主要在于：
（1）需要多種液體的分量值，這些分量值的取得本身帶來(lái)的誤差相對(duì)而言比較大；
（2）數(shù)據(jù)的可比性一般，無(wú)法讓人信服數(shù)據(jù)的可靠性；
4、合理的采用光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x評(píng)估固體表面自由能的方式：
（1）測(cè)試ADSA-RealDrop算法所得的基于化學(xué)多樣性、表面粗糙度修正后的本征接觸角值；
（2）采用本征接觸角值作為計(jì)算固體表面自由能的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；
（3）測(cè)試接觸角值之前，測(cè)試相應(yīng)控針液體的表面張力值，當(dāng)達(dá)到文獻(xiàn)值（如水在20攝氏度時(shí)為72.75mN/m）時(shí)，開始測(cè)試接觸角值；
（4）表征固體表面自由能，采用Equation of state算法，并將二碘甲烷接觸角和蒸餾水接觸角兩個(gè)數(shù)據(jù)作為補(bǔ)充數(shù)據(jù)。
