【應用】使用 DCAT 25 表面張力儀測量水下固體薄膜與氣泡的粘附力

檢測項目：水環境中固體薄膜與氣泡的粘附力

檢測樣品：全氟離子交換膜

檢測儀器：DCAT 25 表面張力儀

應用領域：電解、微流控、材料科學等

方案摘要：

近年來，在液相中對于氣泡有著特殊潤濕性的固體表面被大量研究，氣泡與固體表面的相互作用在微流控、水下微反應器、水下氣體收集與分離等新技術的開發和應用中有著廣闊的應用前景。氣/固之間粘附力是影響氣泡行為的直接原因，氣/固之間粘附力的精準測量是上述研究方向重要的表征手段。

由北京奧德利諾儀器有限公司代理的，德國DataPhysics Instruments生產的 DCAT 25 表界面張力儀【圖1】是一種基于質量法來測量液體表面/界面張力、接觸角、粘附力等參數的綜合表征儀器。它提供了一種簡單快速的方法來測量氣/固之間粘附力。本文將介紹使用 DCAT 25 表界面張力儀測量全氟離子交換膜與氣體之間的粘附力。

【圖1】

測量原理：

本文使用北京奧德利諾儀器有限公司代理的 DCAT 25 表界面張力儀進行測量，該儀器的基本構造如【圖2】所示。

【圖2】

實驗過程：

本次實驗使用三種不同表面處理方式的全氟離子交換膜（圖3，理論上樣品與氣體之間的粘附力依次降低），外項的溶劑是水。

【圖3】

將樣品通過夾具固定在樣品池底部，向樣品池中注入超純水并使其沒過樣品達到一定的高度。將特殊設計的氣泡粘附力測量附件插入儀器接口中，并利用微量進樣器向測量附件底部注入小氣泡，設置好天平檢測閾值、壓縮距離等參數，點擊開始實驗。儀器會自動上升樣品臺，使固體觸碰到氣泡，并擠壓，然后拉離表面，在窗口右邊部分會得到樣品臺距離和天平重量的關系圖。實驗結束后會得到氣泡拉離固體表面時承受的最大的拉力，即粘附力（請參考圖4中的測試過程）。

【圖4】

【圖5】中展示了樣品1整個測試過程中天平檢測到的質量隨樣品臺位置的變化圖。

結論

 樣品1/2/3通過DCAT 25表面張力儀測得的與氣泡之間的粘附力分別為24.08mg、19.92mg和16.13mg，三個樣品的測量結果變化趨勢與生產商給出的趨勢一致，這證實了利用DCAT 25測量氣泡粘附力是準確可靠的。

   使用DCAT 25表界面張力儀及其配備的多功能軟件，可以高效準確的評估氣固兩項之間的粘附力。除此之外，DCAT 25還具備測量液體表面/界面張力、測量超親材料虛數接觸角、測量界面剪切強度等功能，可廣泛應用于精細化工、食品、醫藥、農藥、石油、新能源等多個領域。

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