Name: accurate determination of the equilibrium surface tension values with area perturbation tests
Uploaded: 2019-08-30T14:00:00
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저자는 파이오니어 오일 회사 (빈센, IN)에 감사하고 재정 지원.

1. 최소 계측기 사양
<ol><li>(i) 디스펜싱 가스 부피를 제어하기 위한 디스펜싱 시스템: 다음 사양으로 EBM용 텐시오미터를 준비합니다. (ii) 버블 이미지를 포착하기 위한 카메라; (iii) 축대축기포형 분석 알고리즘11,12; (iv) 온도 제어 샘플 챔버. 참고 : 일반적으로 EBM용 계측기는 작은 방울이 형성되고 주사기 바늘 끝에서 수직으로 매달려있는 펜던트 드?...

<ol>
	<li>Shah, D. O., Schechter, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Improved oil recovery by surfactant and polymer flooding. , (1977).</li><li>Hiemenz, P. C., Rajagopalan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles of Colloid and Surface Chemistry. , (1997).</li><li>Adamson, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physical Chemistry of Surfaces. , (1990).</li><li>Doe, P. H., El-Emary, M., Wade, W. H., Schechter, R. 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Y., Mckeigue, K., Maldarelli, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion-controlled+Surfactant+Adsorption+Studied+by+Pendant+Drop+Digitization.">Diffusion-controlled Surfactant Adsorption Studied by Pendant Drop Digitization.</a> AIChE Journal. 36 (12), 1785-1795 (1990).</li><li>Sheng, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modern+chemical+enhanced+oil+recovery:+theory+and+practice.">Modern chemical enhanced oil recovery: theory and practice.</a> Gulf Professional Publishing. , (2010).</li><li>Moody, C. A., Field, J. 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EBM 및 SBM은 대기압에서 공기/물 또는 오일/물 인터페이스의 장력 값을 결정하는 간단하고 강력한 방법입니다. 이러한 방법에 대한 전제 조건 정보는 각 단계의 밀도이며, 장력 값9를결정하기 위해 접촉 각 정보가 필요하지 않습니다. 기술의 주요 한계는 샘플이 낮은 점도를 가져야하며, 단상 또는 계면 활성제 용해도 아래에 있어야한다는 것입니다. 두 프로토콜인 EBM과 SBM은 DST ?...

평형 표면 장력(EST) 또는 평형 계면 장력(EIFT)의 결정은 주어진 공기/물 또는 오일/물 인터페이스의 적합성, 향상된 오일 회수와 같은 광범위한 산업 분야에서 응용하는 데 중요한 단계입니다. , 소비자 제품 및 약학1,2,3,4. 동적 장력 값만 직접 측정할 수 있으므로 이러한 장력 값은 동적 표면 장력(DST) 또는 동적 계면 장력(DIFT)에서 간접적으로 결정되어야 합니다. 동적 표면 장력 값(즉, 시간 함수로 장력 값을 측정)은 일정한 시간 간격으로 결정됩니다. 평형 장력 값은 DST 값이 정상 상태일 때 결정되는 것으로 간주됩니다. 진정한 평형 표면 장력 값은 섭동 5에 대해안정적일 때 더 잘 설정됩니다. 표면적 압축 후 장력 이완의 몇 가지 관측은 이전에 두 개의 고전적인 긴장 측정 방법, 뒤 누이 링과 빌헬미 플레이트 방법6,7을 사용 밀러와 Lunkenheimer에 의해보고되었다 ,8. 이러한 방법은 이 연구에서 사용된 방법보다 덜 정확하며, 이러한 DST는 몇 분마다 측정되었습니다. 인터페이스의 표면 장력(ST) 또는 계면 장력(IFT) 값을 측정하기 위한 수많은 기술이 개발되었지만 DST 또는 DIFT 값을 측정하고 섭동을 적용하여 테스트할 수 있는 기술은 소수에 불과합니다. 획득 된 정상 상태 장력 값9. 수성 용액에 계면활성제 혼합물이 포함되어 있고, 성분 중 하나가 다른 성분보다 훨씬 빠르게 흡속되면, DST곡선(10)에 일시적인 고원이 있을 수 있다. 그런 다음 제시된 방법은 하나의 성분 계면활성제와 같이 짧은 시간 척도에서 잘 작동하지 않을 수 있지만 절차가 더 긴 시간 척도를 커버하기 위해 약간 확장된 경우 여전히 작동할 수 있습니다.
여기에 설명된 프로토콜은 공기/수성 솔루션의 표면 장력 값에 대해서만 대표 데이터를 표시합니다. 그러나 이러한 프로토콜은 또한 수성 용액과 비하여 수성 용액보다 밀도가 작은 오일과 같은 제2 액체에 대한 수성 용액의 IFT를 적용합니다. 여기서, 우리는 이러한 기준을 만족시키는 두 가지 강력한 방법, 즉 새로운 버블 방법(EBM) 및 회전 기포 방법(SBM)을 제시한다. 두 방법 모두 버블 모양을 기반으로 하는 ST 값을 결정하고 접촉 각도 정보가 필요하지 않아 측정에 상당한 불확실성과 오류를 야기할 수 있습니다. EBM의 경우, 주사기 바늘 팁에서 나오는 기포의 부피를 갑자기 변경하여 영역 교란이 도입됩니다. SBM의 경우 시료의 회전 주파수 변화가 면적 교란에 사용됩니다. 상세한 프로토콜은 역동적이고 평형 적인 긴장에서 일반적인 실수 또는 오류를 피하고 획득 한 데이터의 부정확한 해석을 방지 할 수 있도록 현장의 연구원을 안내하는 것을 목표로합니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1303px;" width="1303">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:623px;">10 &#181;L, Model 1701 SN SYR, Cemented NDL, Custom gauge, length, point style</td>
			<td style="width:227px;">Hamilton</td>
			<td style="width:119px;">80008</td>
			<td style="width:335px;">gauge: 26s, needle length: 2.5 inch, point style: 2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:623px;">Anton Paar Density Meter</td>
			<td style="width:227px;">Anton Paar</td>
			<td style="width:119px;">DMA 5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:623px;">Barnstead MicroPure Water Purification System</td>
			<td style="width:227px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">50132374</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:623px;">Emerging bubble tensiometer</td>
			<td style="width:227px;">Ram&#233;-Hart Instrument Company</td>
			<td style="width:119px;">Model 790</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:623px;">Spinning bubble tensiometer</td>
			<td style="width:227px;">DataPhysics Instruments</td>
			<td style="width:119px;">SVT 20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:623px;">Triton X-100</td>
			<td style="width:227px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">X100</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

accurate determination of the equilibrium surface tension values with area perturbation tests

우리는 면적 섭동 테스트를 통해 평형 표면 장력(EST) 값을 결정하기 위한 두 가지 강력한 프로토콜을 시연합니다. 표면 장력(ST) 값이 정상 상태이고 섭동에 대해 안정적일 때 EST 값은 동적 표면 장력(DST) 값에서 간접적으로 결정되어야 합니다. 새로운 버블 방법(EBM)과 회전 기포 방법(SBM)이 선택된 이유는 이러한 방법을 사용하면 동적 장력 측정을 계속하면서 영역 섭동을 도입하는 것이 간단하기 때문입니다. 기포의 갑작스러운 팽창 또는 압축은 EBM에 대한 영역 교란의 원천으로서 사용되었다. SBM의 경우, 시료 용액의 회전 주파수의 변화가 면적 교란을 생성하는 데 사용되었다. 트리톤 X-100 의 임계 미셀 농도(CMC) 이상의 고정 농도의 수성 용액을 모델 계면활성제 용액으로 사용하였다. EBM으로부터의 모델 공기/물 계면의 결정된 EST 값은 31.5±0.1 mN/m-1이고 SBM으로부터의 30.8±0.2 mN/m-1이었다. 이 문서에서 설명하는 두 프로토콜은 EST 값을 설정하기 위한 강력한 기준을 제공합니다.

EBM을 사용하여 수성 트리톤 X-100 솔루션의 동적 표면 장력 및 평형 표면 장력 공기에 대한 Triton X-100 솔루션의 SST 값을 측정하고 안정성을 5mMM 수성 용액에 대해 테스트했습니다. 물에서이 계면 활성제에 대한 CMC는0.23 mM 14입니다. SST1,31.5±0.1 mN·m-1, 기포가 형성된 후 약 20s를 수득하였다(도3). 약 25s 후, 표면적은 V1 = 3.8 μL...

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Accurate Determination of the Equilibrium Surface Tension Values with Area Perturbation Tests

새로운 기포 방법(EBM) 및 회전 기포 방법(SBM)을 이용하여 평형 표면 장력(EST) 값을 결정하기 위한 2개의 프로토콜이 공기에 대한 계면활성제 함유 수성 상을 위해 제시된다.

면적 섭동 테스트를 통해 평형 표면 장력 값의 정확한 측정

We demonstrate two robust protocols for determining the equilibrium surface tension (EST) values with area perturbation tests. The EST values should be ...

이러한 프로토콜은 장력 측정 프로토콜에 통합될 수 있습니다. 예를 들어, 물과 오일 위상 사이의 평형 상호 작용 장력을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 이 비디오의 두 프로토콜을 각각 사용하여 견고하고 신뢰할 수 있는 평형 표면 장력 값을 얻을 수 있습니다.이러한 값은 영역 변동에 대한 안정성을 테스트한 후 확립될 수 있습니다. 먼저 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 긴장계와 샘플을 준비합니다. 그런 다음, 추정된 표면 장력 값에 기초하여 반전된 스테인레스 스틸 바늘을 선택하고 디스펜싱 장치의 끝에 놓는다.다음으로, 액체 샘플 40 밀리리터를 석영 세포에 적재합니다. 셀을 샘플 플랫폼 위에 놓습니다. 바늘의 끝이 액체 샘플의 표면 아래 적어도 20 밀리미터 있도록 반전 된 바늘의 높이를 조정합니다.침수된 반전 바늘을 통해 1밀리리터의 공기를 주입하여 주사기 끝에 존재할 수 있는 불순물을 제거하고 공기/액체 인터페이스의 표면 화학 순도를 개선한다. 그런 다음 초기 버블 볼륨을 실험적으로 결정합니다. 계산된 초기 버블 볼륨을 분배하여 반전된 주사기 끝에 거품을 형성합니다.거품이 움직이지 않도록 기포가 수압적 평형에 있는지 확인하십시오. 바늘 끝에서 생성된 기포의 형상을 기준으로 동적 표면 장력을 측정합니다. 매 초마다 Laplace-Young 방정식의 축하 형상 분석 방법을 기반으로 표면 장력을 계산합니다.거품의 실제 셰이프를 계산된 셰이프와 비교합니다. 두 모양이 겹치면 평형 Laplace-Young 방정식이 유효합니다. 이 추론은 거품이 움직이지 않게 하고 표면 장력변경이 중지될 때 완전히 유효합니다.첫 번째 정상 상태 표면 장력이 달성될 때까지 시간의 함수로 표면 장력을 측정합니다. 정상 상태 표면 장력은 표면 장력이 미터당 1밀리톤 미만으로 또는 몇 가지 연속 동적 표면 장력 측정에서 5% 미만으로 변하는 값의 평면으로 정의됩니다. 상태 표면 장력이 달성되면 버블 볼륨과 표면적을 기록합니다.그런 다음, 공기의 마이크로 리터를 제거하여 거품 볼륨을 감소시키고 새로운 거품 볼륨 및 영역을 기록합니다. 동적 표면 장력이 두 번째 정상 상태 표면 장력에 도달할 때까지 영역의 동적 표면 장력을 계속 측정합니다. 다음으로, 부피및 영역이 초기 값과 유사하도록 공기의 마이크로리터 를 하나의 마이크로리터를 주입하여 버블 볼륨을 확장합니다.세 번째 정상 상태 표면 장력에 도달할 때까지 동적 표면 장력 값을 계속 측정합니다. 세 개의 정상 상태 표면 장력 값이 미터당 1밀리톤 미만으로 서로 다르거나 5% 미만으로 서로 다른 경우 평균을 평형 표면 장력으로 정의합니다. 회전하는 텐시오미터의 회전 챔버 내부에 채워진 샘플 홀더를 놓고 500 RPM에서 튜브를 회전시하십시오.이렇게 하면 주입된 거품이 위쪽으로 이동하거나 튜브 벽에 부착되는 것을 방지해야 합니다. 다음으로, 주사기에 공기의 두 마이크로 리터를로드합니다. 회전하는 튜브를 밀봉하고 회전 튜브에 두 마이크로 리터 기포를 주입 고무 중격을 통해 주사기의 바늘을 삽입합니다.시료 튜브의 회전 빈도를 늘려 서발포가 회전 축에 더 가깝게 이동하고 원심력이 증가하여 더 많이 변형되도록 합니다. 거품의 중간에 반경에 수평 거품의 길이의 비율이 8 개 이상 될 때까지 속도를 계속합니다. 그런 다음 측정 챔버의 기울기 각도를 조정하여 샘플 튜브를 수평으로 배치합니다.이렇게 하면 거품 이동을 방지하고 사용 된 Laplace-Young 방정식 및 알고리즘에서 가정 된 축형 모양에 대한 자이로 정성 평형을 달성하는 데 도움이됩니다. 이제 동적 표면 장력 값을 1초 간격으로 측정하고 기록합니다. 표면 장력이 정상 상태 값에 도달할 때까지 고정 회전 주파수에서 계속합니다.또한, 거품 볼륨 및 영역을 기록합니다. 기록되면 회전 빈도를 두 번째 회전 주파수로 변경하여 표면적을 변화시합니다. 새 주파수에서 두 번째 정상 상태 값에 도달하면 고정 회전 주파수에서 동적 표면 장력을 측정합니다.이 시점에서 새로운 버블 볼륨과 영역도 기록합니다. 그런 다음 원래 값에 가깝게 회전 빈도를 변경합니다. 세 번째 정상 상태 값에 도달할 때까지 이 고정 회전 주파수에서 동적 표면 장력 값을 측정합니다.다시, 새로운 거품 볼륨 및 영역을 기록합니다. 신흥 버블 방법을 사용하여 Triton X-100의 5밀리머 용액의 정상 상태 표면 장력 값을 공기에 대해 측정하였다. 이 농도는 물에서이 계면 활성제에 대한 임계 미셀 농도 이상입니다.미터당 31.5 밀리뉴턴의 안정된 상태 표면 장력은 거품이 형성된 후 약 20초 후에 얻어졌다. 약 25초 후, 버블의 부피와 면적이 감소하고 동적 표면 장력이 31초 이내에 떨어지고 다시 31.5로 증가하여 안정된 상태 표면 장력 2위를 표시했습니다. 약 50초 후, 버블의 부피와 면적이 급격히 증가하고 동적 표면 장력 값이 거의 변하지 않았고, 따라서 안정된 상태 표면 장력 번호 3은 미터당 31.5밀리뉴턴으로 결정되었다.3개의 SST 값은 모두 동일했기 때문에 평형 표면 장력은 미터당 31.5 밀리뉴턴으로 결정되었습니다. 회전기 방법을 이용하여, 정상 상태 표면 장력은 미터당 30.9밀리뉴턴으로 나타났으며, 정상 상태 표면 장력 2는 30.6으로 나타났으며, 안정된 상태 표면 장력 3및 평형 표면 장력은 30.8로 나타났다. 두 가지 방법은 5밀리미터 트리톤 X-100을 측정할 때 평형 표면 장력 값에서 2.2%의 차이를 가졌다.이것은 아마도 특정 체계적인 오류 때문일 것입니다. 신흥 버블 방법에 대해 기억해야 할 가장 중요한 것은 수압 적 평형에 가까운 조건을 유지하는 것입니다. 회전 하는 거품 메서드의 경우 올바른 방정식을 적용 해야 합니다.이 비디오에 설명된 방법은 물과 오일 위상 사이의 평형 상호 장력 값을 결정하기 위해 적용될 수도 있습니다. 이러한 방법은 공기-물 인터페이스에서 평형에 있을 때 계면활성제가 얼마나 흡수되는지 계산하는 보다 신뢰할 수 있는 방법을 제공합니다. 또한 micellization에게 불린 해결책에 있는 계면활성제 응집의 정도를 결정하기 위하여 이용될 수 있습니다.

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