颗粒聚集体对两性颗粒无水泡沫表面性质的影响(4) - 中国表面工程杂志社投稿

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颗粒聚集体对两性颗粒无水泡沫表面性质的影响(4)

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摘要：

然而，颗粒在超声波的作用下依旧产生了泡沫. 这是由于颗粒数量多，颗粒团聚体尺寸变得十分巨大，并出现明显沉淀. 超声波无法把这些团聚体完全破坏. 受超声波作用，团聚体被分散成更小的状态，但依旧有十分明显的沉淀. 在用手剧烈振荡之后，无论颗粒是否被超声波处理过，均有机会重新形成更大的、肉眼可见的团聚体［图7（B）］，这说明颗粒团聚体是产生泡沫的关键. 结合图4和图6结果，以粗糙表面代表的颗粒团聚体表面接触角在θCB为90°（cosθCB=0）附近具有最多的泡沫体积和最大的表面张力降低值，而对应的θ均小于70.1°（cosθ>0.39），这表明颗粒在油气表面上吸附并起泡需要颗粒团聚体的Cassie-Baxter 复合表面的接触角θCB约为90°，而对应的颗粒的本征接触角θ则小于70.1°，不需要单个颗粒润湿角必须接近90°.

在颗粒参与形成“泡沫”过程中，存在另外一种现象（见图8）. 在磷酸三甲酚酯溶液中，颗粒附着在液气表面上，有可能形成气相为连续相、液相为非连续相的状态［图8（A）］. 在无外力作用下，该液滴能够保持长时间稳定. 如果推动液滴，颗粒从气液表面脱落［图8（B）］，则液滴破碎，留下一层颗粒组成的薄膜.

Fig.8 Single tricresyl phosphate droplet wrapped by Janus particles(A)Just formed state;(B)broken state.

3 结论

使用了同一种Pickering乳液制造了2种不同表面改性程度的Janus颗粒，并用于生产油相为连续相的泡沫. 受颗粒表面接触角的影响，Janus颗粒的最高表面活性不总是大于均匀修饰颗粒，主要表现在表面张力降低能力与产生泡沫体积大小方面. 均匀修饰颗粒和Janus颗粒均不是以单个颗粒形式从体相吸附到表面上，而主要是以颗粒团聚体状态向表面移动. 纳米颗粒吸附到表面并产生泡沫主要需要颗粒团聚体的粗糙表面接触角约在90°，而单个颗粒的本征接触角θ则小于70.1°.

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文章来源：《中国表面工程》网址: http://www.zgbmgc.cn/qikandaodu/2021/0708/648.html