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接触角测量仪测量动态表面张力 2

发布日期:2020-08-21      浏览次数:104
 接触角测量仪采用悬滴法进行动态表面张力测量尤其适合研究表面活性剂体系:不但可以考察表面活性剂的扩散速度,而且可以通过 “surface life/age scanning 液滴寿命” 测量模式完整地测绘出所考察体系的 “表面张力γ - 表面活性剂浓度c - 界面时间/寿命t” 三维拓扑关系图,γ(c,t)γ(c,t),从而进一步确定体系临界胶束浓度CMC随界面寿命的时间依赖关系,CCMC(t)CCMC(t)。

 

悬滴法测量动态表面张力有二大特点:

 

特点一 悬滴法所适用的动态测量时间范围广:从表/界面形成后的约0.1秒(甚至可低到几十微秒)起,对表/界面进行时间依赖性的动态测量,测量可持续至几分钟,几小时,几天,...。虽然在测量短界面寿命极限方面,最大气泡压力法可以测量到更短的界面寿命(约几毫秒);但在长时间端,最大气泡压力法只能测量到约几十到100秒。其它的传统方法要么根本不适合于动态测量(如吊环法),要么能够测量的起始时间迟至几秒到十几秒左右(如液滴体积法,薄板法)。另外传统的吊环法和薄板法由于表面活性剂分子容易吸附在其探针表面从而改变其表面的润湿特性,可能对测量结果造成较大的干扰。

 

特点 在于此方法可以通过对一个液滴从其 “诞生” 时刻起进行持续地测量,一直到预期的或希望的测量时间点为止(surface life/age scanning)。这不但保证了所有的测量数据来自于同一液滴界面,而且测量的时间间隔也可以几乎随意地短或长(最短时间间隔只受相机的速度决定,比如1-10ms),大大地提高了获得的动态曲线 γ(t)γ(t) 的连续性(时间分辨率)和可靠性,而且也使得测量所需时间大幅度地减小。比如测量一条从界面形成开始(0时间),持续到100s(界面寿命)的动态曲线,如果采用传统的滴体积法或最大气泡压力法,就需要预先选择/指定几个测量时间点(比如20个不同的时间点),然后对于每个时间点,通过调节相应的测量参数(如加液或气流量速率)逐点进行测量,直到所有的时间点测量完毕。这样的一个测量过程往往需要一个甚至几个小时,得到的曲线也只能从20个不同的时间点插值而成,而且不同点的表面张力值均来自不同的液滴或气泡界面(不但表面张力值会发生漂移,而且时间计时上也会有偏差/bias)。同样的测量如果采用悬滴法来进行,整个测量过程只需要100s,在这段时间内采集的对应于不同时间点的测量点数可以高达成千上万,而且所有的表面张力值均来自同一个液滴,完全避免了表面张力值和时间计时上的偏差/bias问题。

动态速度录像模式,结合高精度自动注射泵,高速度相机,和全自动录像分析计算功能以及全轮廓悬滴分析法,以上这些条件是接触角测量仪悬滴法测量动表面张力必不可少的条件。
 
 

 

接触角测量仪测量动态表面张力

 

 

 

接触角测量仪测量动态表面张力
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