白金板法和白金环法测定橡胶胶乳表面张力的对比

对白金板法测定橡胶胶乳表面张力的原理和优势进行了分析,考察了影响白金环法和白金板法测定橡胶胶乳表面张力的影响因素,建立了与白金环法数据具有可比性的白金板法。结果表明,在测定包括天然胶乳(NRL)和合成胶乳的6种橡胶胶乳表面张力时,建立的白金板法与白金环法测定结果相当;白金板法测定的表面张力重复性为0.31～0.57 mN/m。

PET碳氟等离子体处理的表面动力学的研究(Ⅱ)──Wilhelmy吊片法的研究

通过Wilhelmy吊片法研究了CF4／CH4混合气体等离子体处理的PET浸水表面的动态行为．结果表明，处理后的PET浸水后表面增水性下降，这是由于表面含氟基团向体相的高速翻转及含氟链段向体相缓慢迁移的缘故．

液体表面张力测定方法的研究进展

表面张力是影响多相体系的相间传质和反应的关键因素之一,是重要的液体物理性质。本文着重介绍了几种液体表面张力的测定方法(包括毛细管上升法、Wilhelmy盘法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法),包括这几种方法的测定原理、优缺点及改进方法,特别指出了宽温度和压力范围的表面张力测定存在的问题,实验方法的选择及表面张力测定方法的发展趋势。

DCAT21张力仪测试碳纤维润湿性的方法研究

基于DCAT21表面/界面张力仪天平,通过Wilhelmy法和基于力分析法分别测试了同类碳纤维束垂直和水平浸入液体的润湿性。Wilhelmy法测试得到的前进接触角为72.4°,基于力分析法是68.4°。分析了两种方法的特点,对于单纤维,Wilhelmy法制样麻烦且不适合较柔软纤维,试样倾斜角度小于22°,误差小于5%。基于力分析法测量速度较快,尤其适合测试非常细的纤维和润湿力很小的纤维,但不能得到非圆形截面纤维的接触角。

接触角理论模型与测量方法

润湿性是表征液体和固体之间相互作用的重要参数之一,表征材料润湿性最常用的方法是测量液固接触角。采用合适的方法来获得准确的表面润湿性数据非常重要。本文介绍了接触角理论模型从初步建立到逐步完善的发展历程以及测量接触角的几种重要方法。对于这些测量方法的适用范围、影响因素以及优化方法也进行了介绍。

不同测量方法对土壤接触角的影响

接触角对土壤的水力特性有重要影响,为了直观的了解接触角,建立更符合实际的土水特征曲线,选取粉土、红黏土和膨胀土进行试验,提出了一种测量亲水性土颗粒接触角的制样方法,沉积-黏附:通过土壤胶粒悬浊液静置后土壤胶体沉积黏附在具有黏性的平坦表面得到待测试样,再用躺滴法测量其接触角。测量结果与毛细管上升法和Wilhelmy平板法进行对比分析。结果表明:毛细管上升法测量膨胀土时,由于膨胀土遇水剧烈膨胀,其内部孔隙体积缩小甚至封闭,导致膨胀土接触角测量值为79°左右,测量结果误差巨大。Wilhelmy平板法受到毛细浸润作用,湿润锋运移距离与浸入深度不一致,待测样片的制样方法难以保证均匀重现,导致接触角测量结果有误差。通过沉积-黏附法,得到土壤颗粒均匀分布的薄层表面,有效减少液滴在土壤颗粒表面的毛细分散,液滴在试样表面稳定成型,一个试样上同时实现表观接触角和动态接触角的测量,并且该方法能适用于不同类型的土壤。

离子液体[emim][Tf_2N]的表面张力、密度、黏度及电导率实验测定

在298.15~338.15 K 0.1 MPa工况下测定了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([emim][Tf_2N])的表面张力、密度、黏度及电导率;采用最小二乘法拟合了实验数据,得到了表面张力和密度随温度的回归方程;在相同工况下,同其他实验数据以及采用基团贡献法得到的数据进行了对比;同时,研究了相关物性参数同离子液体结构和温度的关系。研究结果表明:离子液体的表面张力随阳离子取代基碳链长度的增大而减小,随阴离子尺寸的增加而减小;其表面张力和密度随温度的升高均呈线性减小变化;黏度随着温度的升高逐渐降低;电导率随着温度的升高而增大。以上物性的测定和研究,填补了离子液体[emim][Tf_2N]相关物性参数的空白,同时也为该种离子液体的应用,尤其是在吸收式制冷系统中的应用,提供了参考。

树枝状分子的合成及其水溶液表面张力的研究

合成了以乙二胺为核的 0 5～ 2 5代的半代聚酰胺 胺型树枝状分子 ,对合成的产物进行了碳核磁、红外等表征。采用Wilhelmy吊板法测定了 0 5～ 2 5代不同浓度下半代聚酰胺 胺型树枝状分子水溶液的表面张力 ,探讨了不同代数的半代聚酰胺 胺型树枝状分子的表面活性。结果表明 :半代的聚酰胺 胺型树枝状分子具有一定的表面活性 。

脂肪醇聚氧乙烯醚在空气-水界面上铺展单分子膜的脱附性质

采用Wilhelmy法测定脂肪醇聚氧乙烯醚在空气 水界面上铺展单分子膜的动态表面压 ,并由此计算动态脱附动力学参数。实验结果表明 ,样品铺展膜的脱附初期扩散系数约 1 0 -3～ 1 0 -4cm2 /sec ,远远大于溶液表面吸附的扩散系数 ,铺展膜的初始表面浓度越大 ,其初期脱附扩散系数也越大。但是从脱附整个过程看 ,铺展膜的初始表面浓度越大 ,其平均脱附速率常数越小 。

聚酰胺-胺型树枝状分子的合成及其水溶液表面张力的研究

实验合成了以乙二胺(EDA)为核的1.0～3.0代聚酰胺-胺型树枝状分子,对合成的产品进行了核磁、红外、元素分析等表征.采用Wilhelmy吊板法测定了整代1.0～3.0代不同浓度下聚酰胺-胺型树枝状分子水溶液的表面张力,探讨了不同代数聚酰胺-胺型树枝状分子的表面活性.实验表明:整代聚酰胺-胺型树枝状分子表面活性很小,但是2.0代分子水溶液的表面张力比同浓度的1.0代和3.0代分子水溶液的表面张力都低,而不是按由低代到高代的顺序递减.

基于Wilhelmy法的单一炭纤维/环氧树脂动态接触角测量及表面能表征

基于Wilhelmy法对日本东丽T700炭纤维/BA202环氧树脂体系动态接触角的测量方法进行研究,利用测试得到的"润湿回线"分析探讨炭纤维与树脂间的浸润过程,并基于此"润湿回线"进行测试条件优化,得到最佳测试条件为纤维伸出测量夹具4 mm、纤维浸入树脂深度2 mm、检测速度1 mm/min、检测阈值0.0002 g和炭纤维单丝根数6根。最后通过测试炭纤维上浆前后与树脂的接触角变化及计算对应的纤维表面能及其组成的变化,得出该表面上浆剂能够提高T700炭纤维的表面能,降低纤维接触角,增强纤维与基体树脂间的结合力,提高其浸润性能的结论。

幂律流体Wilhelmy吊片法动态湿润的理论与实验研究

幂律流体的黏度由于会随着剪切应变的变化而变化,其动态湿润机理比牛顿流体更加复杂。本文通过简化的二维吊片法模型,采用楔形区假设和黏性耗散理论建立了适用于幂律流体中剪切稀化流体吊片法湿润的表面张力驱动力和黏性滞动力动态平衡条件下的理论公式,并进行实验.通过对比,发现二维吊片法的理论公式与实验数据符合良好,并计算出楔形区截断长度的大致量级;分析了圆形三相接触线下该公式适用性较差的原因,定性解释了三相接触线形状对幂律型非牛顿流体湿润的影响.

剑麻纤维表面特性及其浸润行为

采用Weibull统计分布方法量化了剑麻纤维的横截面积,并考虑液体在剑麻纤维中空结构中的芯吸质量,发展了基于Wilhelmy吊片法原理测试剑麻纤维与液体动态接触角的表征方法。在此基础上,分析了不同表面处理方法对剑麻纤维微观结构、表面化学组成、表面能及其色散、极性特性的影响规律,并测试了剑麻纤维与E51环氧树脂的浸润性。结果表明:NaOH、阻燃剂处理使剑麻纤维表面极性官能团增加,纤维的表面能极性分量增加显著;硅烷处理增加了剑麻纤维表面的极性基团含量,但使其极性分量减小,表面能略有下降;并且剑麻纤维与E51树脂的浸润性与其极性比匹配特性密切相关。

铁磁流体表面张力的测试

为提供铁磁流体轴承的材料选择、结构设计和优化的依据 ,在 KRUSS K12表面张力仪上用 Wilhelmy法对几种铁磁流体的表面张力进行了测试 ,考察了铁磁流体的表面张力随温度和磁场强度及方向的变化规律。实验结果表明 :铁磁流体的表面张力随温度的升高而减小。而磁场对铁磁流体表面张力的影响与磁场的方向有关。当磁场方向平行于吊片时 ,表面张力随磁场强度的增加而增大 ;而当磁场方向垂直于吊片时 ,表面张力随磁场强度的变化不明显。

添加剂对溴化锂溶液及水表面张力影响的理论和实验研究

为了揭示添加剂对表面张力的影响,利用Wilhelmy平板法分别在封闭和暴露的条件下测量了水和溴化锂溶液在液体添加剂(2EH,1-Octanol)作用下的表面张力,发现在暴露条件下,溴化锂溶液的表面张力表现出振荡性.测量了气体添加剂作用下的水和溴化锂溶液的动态表面张力,结果显示气体添加剂对表面张力有显著影响.对于水,其动态表面张力还与待测溶液的质量具有一定关系,而对于溴化锂溶液,待测溶液质量对动力表面张力的影响很小.据实验观察,提出了表面张力和表面吸附浓度成线性关系的假定,修正了表面吸附和脱附方程,统一了表面吸附系数和脱附系数量纲.在此基础上,把添加剂在液体状态下和气体状态下对溶液表面张力的影响统一起来,得出了在添加剂液体和蒸汽的综合作用下,静态和动态的表面张力与添加剂在液体和/或气体中比例含量的理论关系式,并用实验值验证了理论关系式.

基于表面润湿理论的再生剂-老化沥青界面扩散行为评价

为研究再生剂-老化沥青界面扩散行为及其影响因素,采用Wilhelmy吊片法测试了不同温度下再生剂的表面张力及其与老化沥青间的接触角,计算得到润湿过程中的热力学参数浸润功和动力学参数润湿速度(润湿时间),研究了再生剂自身性质、环境温度及沥青老化程度对界面扩散行为的影响。结果表明:环氧大豆油(ESO)的掺入降低了再生剂的接触角,增大了浸润功,加快了润湿速度,缩短了润湿时间,提升了再生剂的润湿性能,促进了再生剂-老化沥青的界面扩散,而十二烷基苯磺酸(DBSA)的掺入则对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响;温度对再生剂-老化沥青界面扩散行为影响显著,随着温度升高,再生剂的黏度降低,接触角减小,润湿速度加快,再生剂在较短时间内即可充分包裹老化沥青表面;再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面浸润功越大,界面扩散动力越大,扩散过程更易自发进行;再生剂在老化沥青表面的接触角越小,其在老化沥青表面的润湿速度越快,再生剂液滴更容易形成包裹老化沥青表面的再生剂膜;再生剂的黏度越低,流动性越好,其在老化沥青表面的润湿速度越快,有利于再生剂-老化沥青界面的扩散;沥青的老化对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响,随沥青老化程度的加深,再生剂在其表面的润湿性能下降,界面扩散程度降低。故为保证再生剂对老化沥青的再生效果,在再生剂选择及研发时,应优先选用表面张力更大、黏度更低且与老化沥青间接触角更小的再生剂。

三相接触线形状对复杂流变流体动态湿润特性的影响

本文采用液滴铺展法和Wilhelmy吊片法开展了不同浓度的PEG400+SiO_2纳米颗粒的非牛顿流体在盖玻片上动态湿润特性的研究,这类纳米流体流变性复杂,随着剪切速率的增大,其黏度从弱剪切稀化到强剪切增稠再到强剪切稀化的特征。本文通过对比两种实验方法获得的θ_D-U实验数据,发现三相接触线形状对此类复杂流变流体的θ_D-U呈现一定影响。通过分析其流变性和动态湿润特性的变化规律,从理论上分析了三相接触线形状影响复杂流体动态湿润的原因,并从微观上分析了角区控制动态湿润过程的关键。