【应用】使用 DCAT 25 表面张力仪测量水下固体薄膜与气泡的粘附力
检测项目：水环境中固体薄膜与气泡的粘附力检测样品：全氟离子交换膜
检测仪器：dcat 25 表面张力仪应用领域：电解、微流控、材料科学等
方案摘要：
近年来，在液相中对于气泡有着特殊润湿性的固体表面被大量研究，气泡与固体表面的相互作用在微流控、水下微反应器、水下气体收集与分离等新技术的开发和应用中有着广阔的应用前景。气/固之间粘附力是影响气泡行为的直接原因，气/固之间粘附力的精准测量是上述研究方向重要的表征手段。
由北京奥德利诺仪器有限公司代理的，德国dataphysics instruments生产的 dcat 25 表界面张力仪【图1】是一种基于质量法来测量液体表面/界面张力、接触角、粘附力等参数的综合表征仪器。它提供了一种简单快速的方法来测量气/固之间粘附力。本文将介绍使用 dcat 25 表界面张力仪测量全氟离子交换膜与气体之间的粘附力。
【图1】
测量原理：
本文使用北京奥德利诺仪器有限公司代理的 dcat 25 表界面张力仪进行测量，该仪器的基本构造如【图2】所示。
【图2】
固（气）与液（固）体在样品室中发生接触，天平检测接触后力的变化，从而得到液体的表界面张力、粘附力、接触角等测量结果。
实验过程：
本次实验使用三种不同表面处理方式的全氟离子交换膜（图3，理论上样品与气体之间的粘附力依次降低），外项的溶剂是水。
【图3】
将样品通过夹具固定在样品池底部，向样品池中注入超纯水并使其没过样品达到一定的高度。将特殊设计的气泡粘附力测量附件插入仪器接口中，并利用微量进样器向测量附件底部注入小气泡，设置好天平检测阈值、压缩距离等参数，点击开始实验。仪器会自动上升样品台，使固体触碰到气泡，并挤压，然后拉离表面，在窗口右边部分会得到样品台距离和天平重量的关系图。实验结束后会得到气泡拉离固体表面时承受的最大的拉力，即粘附力（请参考图4中的测试过程）。
【图4】
【图5】中展示了样品1整个测试过程中天平检测到的质量随样品台位置的变化图。
【图5】
图中，横坐标表示样品台的位置，固体材料与气泡刚接触时为位置0点；纵坐标表示天平检测到的质量数值，固体材料与气泡未接触时为0；并且软件会自动给出最大力值（粘附力），样品1的粘附力为24.08mg；同理，可测得其他两个样品的粘附力分别为19.92mg和16.13mg（表1）。【表1】结论 样品1/2/3通过dcat 25表面张力仪测得的与气泡之间的粘附力分别为24.08mg、19.92mg和16.13mg，三个样品的测量结果变化趋势与生产商给出的趋势一致，这证实了利用dcat 25测量气泡粘附力是准确可靠的。 使用dcat 25表界面张力仪及其配备的多功能软件，可以高效准确的评估气固两项之间的粘附力。除此之外，dcat 25还具备测量液体表面/界面张力、测量超亲材料虚数接触角、测量界面剪切强度等功能，可广泛应用于精细化工、食品、医药、农药、石油、新能源等多个领域。
我司提供测样服务、技术培训等，欢迎咨询！
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【图2】
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【图3】
将样品通过夹具固定在样品池底部，向样品池中注入超纯水并使其没过样品达到一定的高度。将特殊设计的气泡粘附力测量附件插入仪器接口中，并利用微量进样器向测量附件底部注入小气泡，设置好天平检测阈值、压缩距离等参数，点击开始实验。仪器会自动上升样品台，使固体触碰到气泡，并挤压，然后拉离表面，在窗口右边部分会得到样品台距离和天平重量的关系图。实验结束后会得到气泡拉离固体表面时承受的最大的拉力，即粘附力（请参考图4中的测试过程）。
【图4】
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【图5】
图中，横坐标表示样品台的位置，固体材料与气泡刚接触时为位置0点；纵坐标表示天平检测到的质量数值，固体材料与气泡未接触时为0；并且软件会自动给出最大力值（粘附力），样品1的粘附力为24.08mg；同理，可测得其他两个样品的粘附力分别为19.92mg和16.13mg（表1）。【表1】结论 样品1/2/3通过dcat 25表面张力仪测得的与气泡之间的粘附力分别为24.08mg、19.92mg和16.13mg，三个样品的测量结果变化趋势与生产商给出的趋势一致，这证实了利用dcat 25测量气泡粘附力是准确可靠的。 使用dcat 25表界面张力仪及其配备的多功能软件，可以高效准确的评估气固两项之间的粘附力。除此之外，dcat 25还具备测量液体表面/界面张力、测量超亲材料虚数接触角、测量界面剪切强度等功能，可广泛应用于精细化工、食品、医药、农药、石油、新能源等多个领域。
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