Caracterizarea fizica a interfetelor utilizand tensiometriaDrd Mihaela Alexandru

Specificatii tehnice

Domeniul de masurare: 0.001 - 2000 mN/m Rezolutie (proba standard): 0.001 mN/m Incarcarea maxima: 210 g Precizia de cantarire 0.01 mg Rezolutia fortei: 0.1 N Domeniul de masurare al unghiului de contact: 0-180 Precizia de masurare a unghiului de contact: 0.01 Calibrare si blocare: automata Viteza platformei: 0.01-500 mm/minDomeniul de temperatura: -10 +80CDimensiuni: 240 x 330 x 620 mmModule softTensiometru Sigma700(KSV Instruments, Finlanda)

Softuri tensiometruTensiunea superficiala/interfacialaUnghi dinamic de contactConcentratia critica micelaraCapacitatea de udare a pulberilorDensitatea lichidelor

Electrobalanta Aparat deinregistrareCapac Celula de masurarelichidPlatformamonitorizataSuportul clemeiPlacuta/bara pentru masurare

Tensiunea superficialaTensiunea superficiala este o masura a energiei de coeziune prezenta la interfataprovenind din dezechilibrul de forte dintre moleculele de la interfata (g/l, l/l).Masurarea tensiunii superficiale/interfaciale cu ajutorul tensiometriei se bazeaza pe masurarea fortelor de interactiune dintre o proba solida cu suprafata sau interfata a doua fluide. Metoda placutei Wilhemy - Se bazeaza pe interactiunea dintre placuta de platina si interfata lichidului de testat. Calculele pentru aceasta tehnica se bazeaza pe geometria placutei complet umede aflata in contact cu lichidul dar nu imersata in acesta.Metoda inelului Du Nouy - utilizeaza interactiunea dintre inelul de platina cu interfata lichidului de testat. Inelul este imersat sub interfata si imediat ridicat. Atunci cand inelul este ridicat se formeaza un menisc al lichidului. In cele din urma acest menisc se desprinde de inel si revine la pozitia initiala.

toluen, DMF, acetona, benzen, apa, 1,2- dicloretan, cloroform, etanol, hexan, diiodmetan, etandiol, diclormetan, alcool benzilic, piridina, ciclohexan, tetracolura de carbon, dimetilsulfoxid, glicerol, Etc.

Valorile tensiunii superficiale determinate prin utilizarea tehnicii placutei Wilhemy pentru o serie de copolimeri siloxan-organici (solvent: DMF-g25 = 37,5 mN/m)

Concentratia critica micelara CMCConcentratia critica micelara reprezinta concentratia critica a unei substante amfifile la care se formeaza micele Moleculele amfifile contin doua componente ce difera prin afinitatea lor fata de solventi. - partea hidrofila are afinitate pentru solventii polari, cum ar fi apa.- partea hidrofoba are afinitate pentru solventii nepolari, cum ar fi hidrocarburile.Moleculele unei substante amfifile se orienteaza la suprafata apei astfel incat partea polara interactioneaza cu apa iar cea nepolara este mentinuta deasupra suprafetei (aer sau lichid nepolar).Prezenta acestor molecule perturba energia de coeziune de la suprafata, ceea ce duce la micsorarea tensiunii superficiale.

Surfactant siloxanic neionicCMC= 5,4*10-2 g/l

Dependenta tensiunii superficiale de concentratia ligandului siloxanic in DMFCMCS-O4=67mg/lS-O4C. Racles, M. Cazacu, A.Ioanid, A. Vlad, Macromol. Rapid Commun. 2008, 29, 15271531

Unghiul de contact masura cantitativa a udarii unui solid de catre un lichid

unghiul format de lichid la granita celor trei faze: lichida, gazoasa si solida

forma picaturii si marimea unghiului de contact sunt controlate de cele trei forte de interactiune a tensiunii interfaciale a fazelor participante (gaz, lichid, solid).

ecuatia Young se aplica pentru solide omogene, netede si rigideEcuatia Young

Unghiul de contact dinamicHisterezisul unghiului de contactH = qa -qrPrincipalul dezavantaj:Proba trebuie sa fie simetrica si sa aiba o forma regulata: bara cub bara cilindrica dreptunghiulara sarma Etc.

Principalii parametri ai masuratorilor unghiurilor de contact cu apa Hamciuc, E., Hamciuc, C., Cazacu, M., Ignat, M., Zarnescu, G., Eur. Polym. J. 45 (1), 182-190, 2009.

Proba arHA85.5242.1243.40B96.0351.1944.84

Polimer Unghiurile dinamice cu apaaarbHcC86.7542.4944.26D89.5044.7744.73

Unghiul dinamic de contact Principalii parametri obtinuti din masuratorile unghiului de contact:a valoarea maxima a unghiului de contact la intrare; b valoarea maxima a unghiului de contact la iesire; c H = a r

Proba % SiO2Unghiul de contact dinamicHcaarbApa EGApa EGApa EGP113,292.194.082.683.09.511.0P252,8102.680.977.465.522.515.4

Ecuatiile Owens si WendtValorile tensiunii superficiale pentru cele doua lichide si componentele lor (mN/m) suntValorile energiei libere de suprafata determinate pe baza unghiului de contact dinamic:acalculata pe baza ecuatiilor Owens si Wendt luand in considerare valorile unghiului de contact dinamic.

Proba Energia libera de suprafataa, mN/mgsdgspgsP10.1321.7921.92P216.881.6918.57

Capacitatea de udare a pulberilorMetoda Washburn se bazeaza pe masurarea gradului de penetrare a unui lichid intr-un pat de pulbere comprimata rezultand o valoare medie a unghiului de contact a particulei.

T = [h/Cr2 g cosq]M2

T timpul dupa contacth viscozitatea lichidului C constanta materialului caracteristica probei solide densitatea lichiduluig tensiunea superficiala a lichiduluiq unghiul de contactM masa de lichid adsorbita de solid

Un grafic Timp vs. Masa2 ar trebui sa conduca la o linie dreapta a carei panta este h /C r 2 g cosq

Graficul utilizat pentru a calcula capacitatea de udare a pulberilorqS-O2= 87.27oS-O2Capacitatea de udare a pulberilor

Sedimentarea materialelor solideDeterminarea cineticii de sedimentare a solidelor n lichid

Dispozitivul de sedimentare este un disc rotund, acesta este cufundat la o anumit adncime n lichidul ce contine materialul solid, simultan lichidul este supusagitarii magnetice. Dup ce agitarea este oprita soft-ul nregistreaza cantitatea departicule solide care sedimenteaza pe disc n lichid i nregistreaza cresterea de masa funcie de timp.

Determinarea densitatii lichidelorCalibrarea dispozitivului de densitate Dispozitivul de masurarelichid necunoscut = (F/F) apa Determinarea densitatii unui lichid necunoscut

Proiect CEEX-MATNANTECH 52/2006 Materiale siliconice nanostructurate multifunctionale (NANOSIMAT) Director Proiect : Dr. Maria Cazacu

Proiect IDEI 5/2007Compusi siloxanici ca precursori pentru nanomaterialeDirector Proiect: Dr. Carmen Racles