面積摂動試験を伴う平衡表面張力値の正確な決定
Summary
新しい気泡法(EBM)と紡糸気泡法(SBM)を用いて平衡表面張力(EST)値を決定するための2つのプロトコルが、空気に対する界面活性剤含有水相について提示される。
Abstract
我々は、面積摂動試験で平衡表面張力(EST)値を決定するための2つの堅牢なプロトコルを示す。EST 値は、サーフェス張力(ST)値が定常状態で、摂動に対して安定している場合に、動的サーフェス張力(DST)値から間接的に決定する必要があります。新しいバブル法(EBM)と紡糸気泡法(SBM)を選択したのは、これらの方法では動的張力測定を継続しながら領域摂動を導入することが簡単だからである。気泡の突然の膨張または圧縮は、EBMの領域摂動の源として使用された。SBMの場合、サンプル溶液の回転周波数の変化を用いて領域摂動を生成した。その臨界ミセル濃度(CMC)を上回る固定濃度のトリトンX-100水溶液をモデル界面活性剤溶液として用いった。EBMからのモデル空気/水界面の決定EST値は31.5 ±0.1 mN·m-1であり、SBMからは30.8 ±0.2 mN·m-1であった。 この記事で説明する 2 つのプロトコルは、EST 値を確立するための堅牢な基準を提供します。
Introduction
平衡表面張力(EST)、または平衡界面張力(EIFT)の決定は、特定の空気/水または油/水界面の、洗浄性、強化された油回収などの幅広い産業分野におけるアプリケーションにとって重要なステップです。、消費財、および薬理1、2、3、4.このような張力値は、動的張力値のみが直接測定可能であるため、動的表面張力(DST)または動的界面張力(DIFT)から間接的に決定する必要があります。動的表面張力値(すなわち、時間の関数としての張力値の測定)は、一定の時間間隔で決定される。平衡張力値は、DST 値が定常状態にある場合に決定されるとみなされます。真の平衡面張力値は、摂動5に対して安定している場合に確立される方が良い。表面積圧縮後の張力緩和のいくつかの観測は、以前にミラーとルンケンハイマーによって報告されており、2つの古典的なテンシオメトリー法、デュヌーイリングとヴィルヘルミープレート法6、7を使用しました。 、8.これらの方法は、この研究で使用されるものよりも正確ではなく、それらのDSTは数分ごとに測定されました。インタフェースの表面張力(ST)または界面張力(IFT)値を測定するために数多くの技術が開発されていますが、DSTまたはDIFT値を測定し、摂動を適用してテストすることができます。取得した定常張値の安定性9.水溶液に界面活性剤の混合物が含まれており、1つが他の成分よりもはるかに速く吸入する場合、DST曲線10に一時的な高原が存在する可能性があります。その後、提示された方法は、1つのコンポーネント界面活性剤のように短い時間スケールではうまく機能しないかもしれませんが、手順が長い時間スケールをカバーするためにわずかに拡張された場合、それらは依然として動作する可能性があります。
ここで説明するプロトコルは、空気/水溶液の表面張力値に関する代表的なデータのみを示しています。しかし、これらのプロトコルは、水溶液と不一致であり、水溶液のそれよりも密度が小さいオイルなどの第2の液体に対する水溶液のIFTにも適用されます。ここでは、これらの基準を満たす2つの堅牢な方法、新興バブル法(EBM)と紡糸気泡法(SBM)を提示する。どちらの方法でも、バブル形状に基づくST値を決定し、接触角度情報を必要としないため、測定値に重大な不確実性や誤差が生じます。EBMの場合、注射器の針先から出てくる気泡の体積を突然変化することによって、領域摂動が起こる。SBMの場合、サンプルの回転周波数の変化は、面積摂動に使用されます。詳細なプロトコルは、動的および平衡緊張測定における一般的な間違いや誤りを回避し、取得したデータの不正確な解釈を防ぐのに役立つように、現場の研究者を導くことを目的としています。
Protocol
Representative Results
Discussion
EBMおよびSBMは大気圧の空気/水かオイル/水インターフェイスのための張力の価値を決定するための簡単で、強い方法である。これらの方法の前提条件情報は各フェーズの密度であり、張力値9を決定するために接触角度情報は必要ありません。技術の主な制限は、サンプルが低粘度を持ち、単相または界面活性剤の溶解度以下でなければならないことです。EBM と SBM の 2 つの?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、パイオニア・オイル・カンパニー(IN)の財政支援に感謝しています。
Materials
| 10 µL, Model 1701 SN SYR, Cemented NDL, Custom gauge, length, point style | Hamilton | 80008 | gauge: 26s, needle length: 2.5 inch, point style: 2 |
| Anton Paar Density Meter | Anton Paar | DMA 5000 | |
| Barnstead MicroPure Water Purification System | Thermo Fisher Scientific | 50132374 | |
| Emerging bubble tensiometer | Ramé-Hart Instrument Company | Model 790 | |
| Spinning bubble tensiometer | DataPhysics Instruments | SVT 20 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 |
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