粉末中如何使用Washburn方法研究粉末润湿性？检测方案

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如何使用 Washburn 方法研究粉末润湿性? 瑞典百欧林科技有限公司是一家先进科研仪器生产商，在北欧的瑞典，丹麦和芬兰都有主要产品的研发和生产基地。我们为用户提供高科技、高精度的科研设设，可用于表界面、材料科学、生物科学、药物开发与诊断等研究领域。本文综述了如何使用瑞典百欧林全自动表面张力仪 Sigma 仪器， Washburn 方法研究粉末润湿性。 全自动表面张力仪 Sigma Sigma 系列表面张力仪可测量：表/界面张力、临界胶束浓度(CMC)、动态接触角、表面自由能(SFE)、粉体润湿性、粉体沉降性质、液体密度 简介 对于固体平面表面或圆柱形纤维材料，直接接触角测量是标准的方法。但对于细小的粉末颗粒这种直接测量的方法不适用。通常此时会考虑使用一种叫毛细管上升或Washburn的方法。Washburn方法通过力学法表面张力仪和一个特殊的粉末装填桶来完成测试。测量示意图见图1。粉末装填桶的底部有一些小孔，当桶的底部浸入到液体中后，液体就会吸附到粉体中，那么随着时间质量就会增加。 [Figure 1]： Schematic of the Washburn method 毛细管上升的方法是基于 Poiseuille方程，和液体通过毛细管的速度有关。RAP 在方程(1)中，v是流体动力学， RD 是毛细管平均水动力学半径，n是液体的粘度，1是毛细管长度，ZP是压力差。ZP 可以表达为毛细管压力与静态压力之和。方程(1)可以写成如下： H是液体前沿高度，g是重力加速度， Rs 是毛细管的平均静态半径， p是液体密度。如果忽略静态压力， r=Rp2/Rs， 将方程(2)整合边界条件件 t=0时h=0，可以得到： 方程(3)就成为 Washburn 方程。多孔的粉床被认为是等半径的平行毛细管束。该方程的使用需要可视观察到液体前沿的移动。因为这个很难做到，而测量增加的质量相对更容易，质量w和圆柱体高度的关系如下： w=spmR2h (4) 其中，e代表压好的粉床的多孔性，p 是液体密度，R是管的内部半径。最后结合方程(3)和(4)： 可以得到下面的方程 方程(6)通常是经过改进的 Washburn 方程。其中c是几何因子，如果粉末堆积和粒径大小相似，该值保持不变，但需要实验测量。C值精确的测量对于 Washburn 方程准确地应用很关键。实际上，为了解决材料常数c的测量问题，1首先需要使用完全润湿的液体，譬如正己烷，正庚烷或正辛烷。接触角认为是0°，然后c值就可以计算得到。之后就可以测量相关液体和粉末的接触角了。粉末堆积方法必须可重复而且仔细控制，因为材料常数c测试后的样品无法再次使用。常见的粉末润湿曲线，如图2所示。Washburn 方法已经用于研究材料，譬如织物，土壤，碳纤维。 -lactose wettability 030 [Figure 2]： Typical curve obtained with the Washburn method. 瑞典百欧林科技有限公司是一家先进科研仪器生产商，在北欧的瑞典，丹麦和芬兰都有主要产品的研发和生产基地。我们为用户提供高科技、高精度的科研设备，可用于表界面、材料科学、生物科学、药物开发与诊断等研究领域。本文综述了如何使用瑞典百欧林全自动表面张力仪Sigma 仪器，Washburn方法研究粉末润湿性。