RU2510011C1 - Method to define amount of liquid moved by surfactant in gas phase - Google Patents

Method to define amount of liquid moved by surfactant in gas phase Download PDF

Info

Publication number
RU2510011C1
RU2510011C1 RU2012129611/28A RU2012129611A RU2510011C1 RU 2510011 C1 RU2510011 C1 RU 2510011C1 RU 2012129611/28 A RU2012129611/28 A RU 2012129611/28A RU 2012129611 A RU2012129611 A RU 2012129611A RU 2510011 C1 RU2510011 C1 RU 2510011C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
layer
surfactant
capillary
thickness
Prior art date
Application number
RU2012129611/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012129611A (en
Inventor
Ирина Ивановна Титова
Андрей Олегович Титов
Максим Олегович Титов
Олег Павлович Титов
Анатолий Дмитриевич Грешилов
Константин Николаевич Лукашевич
Туяна Цыдыповна Базарсадуева
Павел Владимирович Колобов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления"
Priority to RU2012129611/28A priority Critical patent/RU2510011C1/en
Publication of RU2012129611A publication Critical patent/RU2012129611A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510011C1 publication Critical patent/RU2510011C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: to establish amount of liquid moved by a surfactant in a gas phase, speed of its movement, for production of new characteristics in assessment of properties of various substances, including powdery nanoparticles and nanomaterials, for liquid movement they use surfactants, which may change into a gas phase under room temperatures, at the same time the surfactant is used to act at the layer of the liquid available on the surface of the investigated material from gas phase. For this purpose the investigated material in the form of a plate or in the form of a powder is placed into the centre of limiting circumference applied onto easily replaceable surface or into a cuvette with available internal area, and the investigated material is coated with the liquid layer of available thickness. Then the capillary is filled by soaking into a surfactant, for instance, isopropyl alcohol, maintained for 5-10 min in gas medium, where the experiment is carried out. For evaporation of the surfactant from the outer surface of the capillary they switch on a video or a movie camera, and the filled capillary is installed at height of 1-6 mm above the centre of the surface of the investigated material. The changes taking place are recorded until the process of liquid movement is over. The taken video material is placed into a computer, and using standard software, they determine time required for liquid layer breakthrough in time between taken frames, speed of liquid layer movement along the completed distance by the edge of the moved layer of the liquid and time spent for movement, which is determined by difference between frames taken and the speed of filming, and also the volume of moved liquid in time by change of radius of the moved layer and the initial thickness of the liquid layer.
EFFECT: establishment of liquid amount moved by a surfactant in gas phase, and speed of its movement, in production of new characteristics for assessment of properties of various substances, including powdery nanoparticles and nanomaterials.
13 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области оценки поверхностных свойств материалов и может быть использовано для разработки энергетических нанотехнологий в различных отраслях промышленности: химической, кожевенной и меховой, легкой, пищевой, медицинской, строительной индустрии и т.д., а также в разных областях знаний.The invention relates to the field of assessing the surface properties of materials and can be used to develop energy nanotechnology in various industries: chemical, leather and fur, light, food, medical, construction industries, etc., as well as in different fields of knowledge.

Известны способы определения поверхностной активности веществ, среди которых наибольшее применение получили два способа, это по краевому углу смачивания и поверхностному натяжению. Основные характеристики поверхностной активности в последующем используют для расчета адсорбции, работы адсорбции, поверхностной активности и т.д. По этим параметрам судят о способности веществ эмульгировать, суспензировать или образовывать пены, а по способности веществ понижать поверхностное натяжение судят об их поверхностной активности. По величине краевого угла смачивания судят о гидрофильности или гидрофобности поверхности, на которой его определяют, и используют его для оценки смачивающей способности жидкостей и растворов различных веществ (см. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / А.А.Абрамзон, Л.Е.Боброва, Л.П.Зайченко и др., под ред. А.А.Абрамзона и Е.Д.Щукина. - Л.: Химия, 1984 г., с.392, ил. на с.165).Known methods for determining the surface activity of substances, among which two methods are most used, this is by the wetting angle and surface tension. The main characteristics of surface activity are subsequently used to calculate adsorption, adsorption work, surface activity, etc. These parameters judge the ability of substances to emulsify, suspend or form foams, and the ability of substances to lower surface tension is used to judge their surface activity. By the value of the contact angle, hydrophilicity or hydrophobicity of the surface on which it is determined is judged and used to assess the wetting ability of liquids and solutions of various substances (see Surface phenomena and surfactants: Reference / A.A. Abramzon, L. E. Bobrova, L.P. Zaichenko and others, under the editorship of A.A. Abramzon and E.D. Shchukin .-- L .: Chemistry, 1984, p. 392, ill. On p. 165).

Известен способ определения поверхностного натяжения по методу отрыва кольца, который заключается в «…определении силы, необходимой для отрыва жидкости, смочившей кольцо, от поверхности жидкости. При отрыве кольца вытягивается шейка жидкости и после отделения кольца на нем должны остаться по всему периметру капельки нижней фазы» (см. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / А.А.Абрамзон, Л.Е.Боброва, Л.П.Зайченко и др., под ред. А.А.Абрамзона и Е.Д.Щукина. - Л.: Химия, 1984 г., с.392, ил. на с.167).A known method of determining surface tension by the method of tearing off the ring, which consists in "... determining the force necessary to tear off the liquid that moistened the ring from the surface of the liquid. When the ring is opened, the neck of the liquid is pulled out and after the ring is separated, droplets of the lower phase should remain on it all around the perimeter ”(see. Surface phenomena and surfactants: Reference book / A.A. Abramzon, L.E. Bobrova, L.P. Zaichenko et al., Edited by A.A. Abramzon and E.D. Shchukin. - L .: Chemistry, 1984, p. 392, ill. On p. 167).

Известен способ определения краевого угла смачивания, который осуществляют «непосредственно по профилю капли с помощью микроскопа, снабженного гониометром, или же каплю фотографируют» (см. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / А.А.Абрамзон, Л.Е.Боброва, Л.П.Зайченко и др., под ред. А.А.Абрамзона и Е.Д.Щукина. - Л.: Химия, 1984 г., с.392, ил. на с.174).A known method for determining the wetting angle, which is carried out "directly on the droplet profile using a microscope equipped with a goniometer, or a drop is photographed" (see. Surface phenomena and surfactants: Reference / A.A. Abramzon, L.E. Bobrova L.P. Zaichenko et al., Edited by A.A. Abramzon and E.D. Shchukin. - L .: Chemistry, 1984, p. 392, ill. On p. 174).

Однако и краевой угол смачивания и поверхностное натяжение в некоторых условиях не дают достаточно полной характеристики растворов по поверхностной активности из-за невозможности их определения или малой изменчивости определяемого показателя от различных условий, например концентрации веществ, температуры, применения веществ неактивных или изменяющих поверхностную активность и т.д. А повышение точности определения, например поверхностного натяжения, требует повышенной чистоты исследуемого материала (см. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / А.А.Абрамзон, Л.Е.Боброва, Л.П.Зайченко и др., под ред. А.А.Абрамзона и Е.Д.Щукина. - Л.: Химия, 1984 г., с.392, ил. на с.164).However, both the wetting angle and surface tension under certain conditions do not give a sufficiently complete characterization of the solutions by surface activity because of the impossibility of determining them or the small variability of the determined indicator from various conditions, for example, the concentration of substances, temperature, the use of substances that are inactive or change surface activity, and .d. And increasing the accuracy of determination, for example, surface tension, requires increased purity of the studied material (see Surface phenomena and surfactants: Reference / A.A. Abramzon, L.E. Bobrova, L.P. Zaichenko, etc., ed. A.A. Abramzon and E. D. Shchukin. - L .: Chemistry, 1984, p. 392, ill. On p. 164).

Кроме того, для определения работы адсорбции, смачивания или растекания необходимо знание других параметров, определение которых связано со значительными сложностями или их невозможно определить по причинам отсутствия достоверных методов определения.In addition, to determine the work of adsorption, wetting, or spreading, it is necessary to know other parameters, the determination of which is associated with significant difficulties or cannot be determined due to the lack of reliable methods of determination.

Введение поверхностно активных веществ (ПАВ) в жидкость изменяет поверхностное натяжение не более чем на порядок, а краевой угол смачивания от 0 до 180°, следовательно, разделить или идентифицировать ПАВ по этим показателям практически невозможно.The introduction of surface-active substances (surfactants) into a liquid changes the surface tension by no more than an order of magnitude, and the contact angle from 0 to 180 °, therefore, it is practically impossible to separate or identify a surfactant.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения количества перемещаемой жидкости поверхностно-активным веществом, который выполняют следующим образом: на стол с регулируемым уровнем горизонтальности поверхности укладывают пластину из материала, свойства поверхности которого необходимо исследовать. Для удержания на исследуемой поверхности некоторого слоя жидкости, например, толщиной 0,1-1 мм, на материал наносят окружность из гидрофобного вещества, если жидкость полярная, или гидрофильного вещества, если жидкость или растворы различных веществ, влияние которых необходимо исследовать, не полярные. Затем устанавливают видеокамеру или кинокамеру так, чтобы ограничительная линия и центр ограничивающей фигуры были четко видны в видоискателе и по возможности занимали всю площадь кадра (настройка резкости изображения). После настройки резкости изображения устанавливают линейку с ценой деления 1 мм и фиксируют камерой для последующего масштабирования измерений. Линейку устанавливают перпендикулярно оптической оси объектива, фиксирующей процесс камеры точно по диаметру окружности. После чего линейку убирают. В ограниченную гидрофильным или гидрофобным веществом окружность вносят исследуемую жидкость в количестве, необходимом для создания слоя жидкости, выбранной исследователем толщины. Точно над центром ограничивающей фигуры, например окружности, устанавливают калиброванный по массе капли и диаметру капилляра наконечник пипетки так, чтобы капля из нее опускалась по возможности точно в центр фигуры. Край наконечника пипетки устанавливают на высоте от 4 до 30 мм. Осветитель рассеянного света с нанесенными на его светящуюся поверхность темными линиями в виде сетки или с установленной на ней светящейся поверхности сеткой из непрозрачного материала или сеткой, нанесенной на прозрачный материал, устанавливают так, чтобы отраженное от поверхности исследуемой жидкости изображение сетки в фиксирующей камере было четко видно (см. патент RU №2362979, МПК G01H 9/00, опубл. 27.07.2009 г., бюл. №21).Closest to the technical nature of the present invention is a method for determining the amount of transported liquid surfactant, which is performed as follows: on a table with an adjustable level of horizontal surface lay a plate of material whose surface properties must be investigated. To hold a liquid layer, for example, 0.1-1 mm thick, on the surface under study, a circle of a hydrophobic substance is applied to the material, if the liquid is polar, or a hydrophilic substance, if the liquid or solutions of various substances whose influence is to be studied are not polar. Then, a video camera or movie camera is installed so that the boundary line and the center of the bounding figure are clearly visible in the viewfinder and, if possible, occupy the entire frame area (adjusting image sharpness). After adjusting the sharpness of the image, a ruler with a division price of 1 mm is installed and fixed with a camera for subsequent scaling of measurements. The line is set perpendicular to the optical axis of the lens, fixing the camera process exactly along the diameter of the circle. Then the line is removed. The test liquid is introduced into the circle bounded by a hydrophilic or hydrophobic substance in an amount necessary to create a liquid layer selected by the thickness researcher. A pipette tip calibrated by the mass of the droplet and the diameter of the capillary is set exactly above the center of the bounding figure, such as a circle, so that the drop from it drops as accurately as possible to the center of the figure. The edge of the pipette tip is set at a height of 4 to 30 mm. A scattered-light illuminator with dark lines deposited on its luminous surface in the form of a grid or with a luminous surface mounted on it, a grid of opaque material or a grid deposited on a transparent material, is set so that the image of the grid reflected in the fixing chamber reflected from the surface of the investigated liquid is clearly visible (see patent RU No. 2362979, IPC G01H 9/00, published on July 27, 2009, bull. No. 21).

Камеру включают на фиксацию изображения, одновременно для определения объема капли в момент отрыва от капилляра пипетки включают камеру, фиксирующую в увеличенном масштабе каплю, и каплю раствора ПАВ или исследуемой жидкости вносят в центр окружности. Кадры, зафиксировавшие процесс перемещения жидкости, последовательно изучают, определяя расстояние от центра падения капли до основания «волны перемещения» и в соответствии с масштабом переводят в единицы длины. Определяют диаметр капли в момент отрыва от капилляра пипетки. Если необходимо определить или сопоставить свойства ПАВ, можно воспользоваться «стандартной» поверхностью, в качестве которой может быть использована гидрофобная термостойкая пленка или писчая бумага, или бумага с модифицированной поверхностью, например желатином. При работе с бумагой на нее наносят окружность с необходимым внутренним диаметром из гидрофобной краски, например раствор гудрона. Ширина линии ограничивающей фигуры 5-6 мм. Бумагу с нанесенной на нее ограничительной фигурой замачивают в растворителе, например в воде в течение 10 минут, и накладывают на стол или уложенную на него плоскопараллельную пластину (толстое стекло). При этом бумагу расправляют и из-под нее удаляют воздух выдавливанием с помощью стеклянной трубки с закругленными концами, например пипеткой диаметром 10-15 мм, или другим приспособлением, например валиком для прикатывания фотографий для глянцевания. На площадь бумаги, ограниченную нанесенными линиями (окружность, квадрат), наносят исследуемую жидкость в количестве, необходимом для создания слоя толщиной, определяемой условиями опыта. В центр устанавливают наконечник пипетки, включают фиксирующие камеры и вносят в центр ограничительной фигуры каплю раствора испытуемого поверхностно- активного вещества (см. патент RU №2362141, МПК G01N 13/00, опубл. 20.07.2009 г., бюл. №20).The camera is turned on to capture the image, at the same time to determine the droplet volume at the moment of separation from the capillary, the pipettes include a camera that fixes the droplet on an enlarged scale, and a drop of a surfactant solution or the test liquid is introduced into the center of the circle. The frames that recorded the process of moving the fluid are sequentially studied, determining the distance from the center of incidence of the droplet to the base of the "displacement wave" and, in accordance with the scale, converted to units of length. The diameter of the droplet is determined at the time of separation from the capillary of the pipette. If it is necessary to determine or compare the properties of surfactants, you can use the "standard" surface, which can be used as a hydrophobic heat-resistant film or writing paper, or paper with a modified surface, such as gelatin. When working with paper, a circle is applied to it with the necessary inner diameter from a hydrophobic paint, for example a tar solution. The line width of the bounding figure is 5-6 mm. The paper with the restrictive figure applied to it is soaked in a solvent, for example in water for 10 minutes, and placed on a table or a plane-parallel plate (thick glass) laid on it. In this case, the paper is straightened and air is removed from under it by extrusion using a glass tube with rounded ends, for example, a pipette with a diameter of 10-15 mm, or other device, for example, a roller for rolling photos for glossing. On the paper area limited by the drawn lines (circle, square), the test liquid is applied in the amount necessary to create a layer with a thickness determined by the conditions of the experiment. A pipette tip is installed in the center, locking chambers are turned on, and a drop of the test surfactant solution is introduced into the center of the restrictive figure (see patent RU No. 2362141, IPC G01N 13/00, published on July 20, 2009, bull. No. 20).

Однако известные способ и устройство применимы для характеристики материалов, имеющих протяженные площади и размеры. Для материалов малых площадей их применение затруднено, так как необходимо нанести на поверхность материала ограничительную окружность или бортик, а также найти инструмент для получения капли малых размеров и определить ее объем.However, the known method and apparatus are applicable for characterizing materials having extended areas and sizes. For materials of small areas, their application is difficult, since it is necessary to put a bounding circle or a rim on the surface of the material, as well as find a tool for producing a drop of small size and determine its volume.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа, позволяющего измерять поверхностные свойства материалов, имеющих малые размеры или находящихся в разных агрегативных состояниях для различных веществ, в том числе и пористых, насыпных, например, порошкообразных, небольшой площади.The technical task of the invention is to develop a method that allows you to measure the surface properties of materials having small sizes or in different aggregate states for various substances, including porous, bulk, for example, powdery, small area.

Технический результат изобретения заключается в установлении количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе, и скорости ее перемещения, в получении новых характеристик для оценки свойств различных веществ, в том числе порошкообразных наночастиц и наноматериалов.The technical result of the invention is to establish the amount of fluid transported by the surfactant in the gas phase, and the speed of its movement, in obtaining new characteristics for evaluating the properties of various substances, including powdered nanoparticles and nanomaterials.

Технический результат достигается тем, что в способе определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе, предусматривающем использование ограничительной окружности для создания слоя жидкости заданной толщины, внесение капли раствора поверхностно-активного вещества на поверхность слоя жидкости известной толщины, фиксирование наибольшего радиуса перемещенной жидкости видео- или кинокамерой, определение количества перемещаемой жидкости по плотности жидкости и объему слоя жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом, который определяют по наибольшему радиусу слоя перемещенной жидкости и первоначально известной толщине слоя жидкости, согласно изобретению для перемещения жидкости используют поверхностно-активные вещества, способные переходить в газовую фазу при комнатных температурах, при этом поверхностно-активным веществом воздействуют на слой жидкости, находящейся на поверхности изучаемого материала из газовой фазы, для чего изучаемый материал в виде пластины или в виде порошка помещают в центр ограничительной окружности, нанесенной на легко сменяемую поверхность или в кювету с известной внутренней площадью, и накрывают изучаемый материал слоем жидкости известной толщины, затем заполняют капилляр обмакиванием в поверхностно-активное вещество, например изопропиловый спирт, выдерживают его в течение 5-10 мин в газовой среде, в которой проводят опыт, для испарения с внешней поверхности капилляра поверхностно-активного вещества, включают видео- или кинокамеру и устанавливают заполненный капилляр на высоте 1-6 мм над центром поверхности изучаемого материала, фиксирование происходящих изменений продолжают до тех пор, пока не закончится процесс перемещения жидкости, отснятый видеоматериал просматривают на компьютере и определяют время, необходимое для прорыва слоя жидкости по времени между отснятыми кадрами, скорость перемещения слоя жидкости по пройденному расстоянию краем перемещаемого слоя жидкости и времени, затраченном на перемещение, которое определяют по разности между отснятыми кадрами и скорости съемки, а также объем перемещаемой жидкости во времени.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the amount of fluid transported by a surfactant in the gas phase, which involves the use of a restrictive circle to create a fluid layer of a given thickness, the introduction of a drop of a surfactant solution on the surface of a fluid layer of known thickness, fixing the largest radius moved fluid video or movie camera, determining the amount of fluid transported by the density of the fluid and the volume of the fluid layer, moving surfactant, which is determined by the largest radius of the displaced liquid layer and the initially known thickness of the liquid layer, according to the invention, surfactants are used to move the liquid, capable of entering the gas phase at room temperature, while the surfactant acts on the layer the liquid located on the surface of the studied material from the gas phase, for which the studied material in the form of a plate or in the form of a powder is placed in the center limit a circular circle deposited on an easily replaceable surface or in a cuvette with a known internal area, and cover the studied material with a layer of liquid of known thickness, then fill the capillary by dipping it in a surfactant, for example, isopropyl alcohol, maintain it for 5-10 minutes in a gaseous medium in which the experiment is carried out, for evaporation from the outer surface of the capillary of a surfactant, include a video or film camera and set the filled capillary at a height of 1-6 mm above the center of the surface of the study material, the recording of the changes that take place continues until the process of moving the liquid ends, the captured video is viewed on a computer and the time required to break through the liquid layer in time between the captured frames is determined, the speed of the liquid layer moving along the distance traveled by the edge of the moving liquid layer and the time spent on moving, which is determined by the difference between the captured frames and the speed of shooting, as well as the volume of fluid moved in time.

Отличительными признаками заявляемого способа определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе, являются:Distinctive features of the proposed method for determining the amount of fluid transported by a surfactant in the gas phase are:

- использование для перемещения жидкости поверхностно-активных веществ, способных переходить в газовую фазу при комнатных температурах, позволит без внесения капли раствора поверхностно-активного вещества осуществить перемещение жидкости;- the use of surface-active substances to move the liquid, capable of moving into the gas phase at room temperature, will allow the liquid to move without making a drop of a solution of a surfactant;

- воздействие поверхностно-активным веществом на слой жидкости, находящейся на поверхности из газовой фазы, позволит использовать в качестве объектов исследований сыпучие и порошкообразные материалы, что невозможно при внесении капли раствора ПАВ;- exposure to a surface-active substance on a layer of liquid located on the surface from the gas phase will allow the use of bulk and powder materials as objects of research, which is impossible when a drop of a surfactant solution is introduced;

- помещение изучаемого материала в центр ограничительной окружности в виде пластины или в виде порошка в кювету с известной внутренней площадью на легко сменяемой поверхности позволит расширить ассортимент изучаемых материалов;- placing the material under study in the center of the bounding circle in the form of a plate or in the form of a powder in a cuvette with a known internal area on an easily replaceable surface will expand the assortment of materials under study;

- определение скорости перемещения слоя жидкости по пройденному расстоянию краем перемещаемого слоя жидкости и времени, затраченном на перемещение, и определяемое по разности между отснятыми кадрами и скорости съемки позволит характеризовать изучаемые материалы новым показателем, ранее не использованным для этих целей;- determination of the speed of movement of the liquid layer by the distance traveled by the edge of the moved liquid layer and the time taken to move, and determined by the difference between the captured frames and the shooting speed, will characterize the studied materials with a new indicator that has not been previously used for these purposes;

- определение объема перемещаемой жидкости во времени позволит внести новую характеристику для изучаемых материалов.- determination of the volume of fluid to be transported over time will make it possible to introduce a new characteristic for the materials studied.

Таким образом, новая совокупность отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения «Способа определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе», обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в установлении количества перемещаемой жидкости, скорости ее перемещения и получении новых характеристик для оценки свойств различных веществ, в том числе и порошкообразных наночастиц и наноматериалов.Thus, a new set of distinctive features set forth in the claims of the “Method for determining the amount of fluid transported by a surfactant in the gas phase”, ensures the achievement of a technical result consisting in establishing the amount of fluid transported, its speed of movement and obtaining new characteristics for evaluating properties various substances, including powdered nanoparticles and nanomaterials.

Поиск по патентной документации и научно-технической литературе не выявил аналогов, включающих совокупность признаков, сходных или эквивалентных заявляемым отличительным признакам, изложенным в формуле изобретения.The search for patent documentation and scientific and technical literature did not reveal analogues that include a combination of features similar or equivalent to the claimed distinctive features set forth in the claims.

Предлагаемый способ определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе, поясняется фигурами, на которых изображены отснятые кадры:The proposed method for determining the amount of liquid transported by a surfactant in the gas phase is illustrated by the figures, which depict the captured frames:

на фиг.1 изображено начало перемещения жидкости поверхностно-активным веществом - изобутиловый спирт и образование «черных пленок жидкости» при измерении свойств алюминиевой пластины;figure 1 shows the beginning of the movement of the liquid surfactant isobutyl alcohol and the formation of "black liquid films" when measuring the properties of an aluminum plate;

на фиг.2 изображено продолжение перемещения жидкости поверхностно-активным веществом - изобутиловый спирт при измерении свойств алюминиевой пластины;figure 2 shows the continuation of the movement of the liquid with a surfactant - isobutyl alcohol when measuring the properties of an aluminum plate;

на фиг.3 изображено перемещение жидкости по поверхности кремния при толщине слоя 0,4 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 3,5 мм. Диаметр пластины 30 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 13,6 сек. Скорость перемещения 5,27 мм/сек;figure 3 shows the movement of fluid along the surface of silicon with a layer thickness of 0.4 mm, the height of the capillary above the surface of the plate 3.5 mm The diameter of the plate is 30 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 13.6 sec. Movement speed 5.27 mm / s;

на фиг.4 изображено перемещение жидкости по поверхности «лития» при толщине слоя 0,4 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 3,5 мм. Пластина неправильной формы (четверть круга диаметром около 50 мм). Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 4,53 сек. Скорость перемещения 6,39 мм/сек;figure 4 shows the movement of fluid along the surface of the "lithium" with a layer thickness of 0.4 mm, the height of the capillary above the surface of the plate 3.5 mm The plate is irregular in shape (a quarter circle with a diameter of about 50 mm). Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 4.53 sec. Travel speed 6.39 mm / s;

на фиг.5 изображено перемещение жидкости по поверхности дюралюминия при толщине слоя воды 0,5 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 5,86 сек. Скорость перемещения 6,52 мм/сек;figure 5 shows the movement of fluid along the surface of duralumin with a water layer thickness of 0.5 mm, a capillary height above the plate surface of 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 5.86 sec. Movement speed 6.52 mm / s;

на фиг.6 изображено перемещение жидкости по поверхности бумаги при толщине слоя воды 0,3 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 4 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 5,2 сек. Скорость перемещения 3,53 мм/сек;figure 6 shows the movement of fluid on the surface of the paper with a water layer thickness of 0.3 mm, the height of the capillary above the surface of the plate 4 mm Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 5.2 sec. Movement speed 3,53 mm / sec;

на фиг.7 изображено перемещение жидкости по поверхности дюралюминия при толщине слоя воды 0,4 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 24,0 сек. Скорость перемещения 15,24 мм/сек;Fig.7 shows the movement of liquid along the surface of duralumin with a water layer thickness of 0.4 mm, the height of the capillary above the surface of the plate 1 mm Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 24.0 sec. Travel speed 15.24 mm / s;

на фиг.8 изображено перемещение жидкости по поверхности дюралюминия при толщине слоя воды 0,5 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 50,6 сек. Скорость перемещения 15,76 мм/сек;on Fig depicts the movement of fluid along the surface of duralumin with a water layer thickness of 0.5 mm, a capillary height above the plate surface of 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 50.6 sec. Travel speed 15.76 mm / s;

на фиг.9 изображено перемещение бутиловым спиртом жидкости по поверхности дюралюминия при толщине слоя воды 0,3 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 0,13 сек. Скорость перемещения 13,16 мм/сек;figure 9 shows the movement of butyl alcohol liquid on the surface of duralumin with a water layer thickness of 0.3 mm, a capillary height above the plate surface of 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 0.13 sec. Travel speed 13.16 mm / s;

на фиг.10 изображено перемещение жидкости по поверхности дюралюминия пропиловым спиртом при толщине слоя воды 0,4 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 0,13 сек. Скорость перемещения 16,50 мм/сек;figure 10 shows the movement of liquid along the surface of duralumin with propyl alcohol at a water layer thickness of 0.4 mm, the height of the capillary above the plate surface is 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 0.13 sec. Travel speed 16.50 mm / s;

на фиг.11 изображено перемещение жидкости по поверхности дюралюминия изопропиловым спиртом при толщине слоя воды 0,6 мм, высоте капилляра над поверхностью пластины 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва 0,27 сек. Скорость перемещения 6,88 мм/сек;11 shows the movement of liquid along the surface of duralumin with isopropyl alcohol with a water layer thickness of 0.6 mm, a capillary height above the plate surface of 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time 0.27 sec. Movement speed 6.88 mm / s;

на фиг.12 изображено перемещение жидкости по поверхности порошкообразного цемента изопропиловым спиртом при толщине слоя воды 0,2 мм, высоте капилляра над поверхностью цемента 1 мм. Толщина слоя цемента 0,95 мм. Время прорыва 3,73 сек. Скорость перемещения 1,99 мм/ сек;12 shows the movement of liquid along the surface of powdered cement with isopropyl alcohol at a water layer thickness of 0.2 mm, the capillary height above the cement surface is 1 mm. The thickness of the cement layer is 0.95 mm. Breakthrough time 3.73 sec. Travel speed 1.99 mm / s;

на фиг.13 изображено перемещение жидкости по поверхности песка изобутиловым спиртом при толщине слоя воды 0,2 мм, высоте капилляра над поверхностью песка D мм. Толщина слоя песка 0,95 мм. Скорость перемещения 24,8 мм/сек.in Fig.13 shows the movement of liquid along the surface of the sand with isobutyl alcohol with a water layer thickness of 0.2 mm, the capillary height above the sand surface D mm. The thickness of the sand layer is 0.95 mm. Movement speed 24.8 mm / sec.

Предлагаемый способ определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе, осуществляют следующим образом.The proposed method for determining the amount of fluid transported by a surfactant in the gas phase is as follows.

На бумажный лист стандарта 80 г/см2 на принтере фирмы HP печатают ограничительную окружность. Бумажный лист замачивают в жидкости, например в дистиллированной воде, и размещают на плоскопараллельной пластине. Или используют кювету с высотой бортика, не закрывающего площадь кадра, на которой будет происходить перемещение жидкости. Для перемещения жидкости используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные переходить в газовую фазу при комнатных температурах, при этом поверхностно-активные вещества воздействуют на слой жидкости, находящейся на поверхности изучаемого материала из газовой фазы. В центре ограничительной окружности на бумажном листе или кюветы размещают изучаемый материал в виде пластины или в виде порошка, для чего используют кювету с известной внутренней площадью. В случае определения свойств сыпучих материалов, например нанопорошков, в центре формируют с помощью шаблона с известными геометрическими параметрами для вычисления его объема слой исследуемого материала и в ограничительную окружность или кювету вносят изучаемую жидкость в количестве, обеспечивающем заданную исследователем толщину слоя жидкости над изучаемым материалом, и накрывают изучаемый материал слоем жидкости известной толщины. Край капилляра, например, стеклянного или металлического, устанавливают на высоте 1-6 мм над центром от поверхности изучаемого материала. Затем заполняют капилляр обмакиванием в изучаемое поверхностно-активное вещество. Выдерживают капилляр 5-10 мин в газовой среде, в которой проводят опыт, для испарения ПАВ с внешней поверхности капилляра. Включают видеокамеру или кинокамеру на фиксирование происходящих изменений поверхности и капилляр, содержащий ПАВ, подводят к центру изучаемого материала. Фиксирование происходящих изменений видеокамерой или кинокамерой продолжают до тех пор, пока не закончится процесс перемещения жидкости. Отснятый видеоматериал помещают в компьютер, где с помощью стандартных программ для ЭВМ определяют время, необходимое для прорыва слоя жидкости по времени между отснятыми кадрами, скорость перемещения слоя жидкости по пройденному расстоянию краем перемещаемого слоя жидкости и времени, затраченному на перемещение, определяемому по разности между отснятыми кадрами и скорости съемки, объем перемещенной жидкости во времени по изменению радиуса перемещаемого слоя и начальной толщиной слоя жидкости. Для осуществления предлагаемого изобретения и примеров, подтверждающих выполнение способа, использовано устройство (см. патент RU №2362141, МПК G01N 13/00, опубл. 20.07.2009 г., бюл. №20).A bounding circle is printed on a paper sheet of standard 80 g / cm 2 on an HP printer. The paper sheet is soaked in a liquid, for example in distilled water, and placed on a plane-parallel plate. Or use a cuvette with a side height that does not cover the area of the frame on which the fluid will move. Surfactants capable of transferring to the gas phase at room temperatures are used to move the fluid, while surfactants act on the layer of fluid located on the surface of the studied material from the gas phase. In the center of the bounding circle, the studied material is placed in the form of a plate or in the form of a powder on a paper sheet or cuvette, for which a cuvette with a known internal area is used. In the case of determining the properties of bulk materials, for example nanopowders, a layer of the studied material is formed in the center using a template with known geometric parameters to calculate its volume, and the studied fluid is introduced into the restrictive circle or cuvette in an amount that ensures the thickness of the liquid layer specified by the researcher over the studied material, and cover the studied material with a liquid layer of known thickness. The edge of the capillary, for example, glass or metal, is set at a height of 1-6 mm above the center from the surface of the material being studied. Then fill the capillary by dipping into the studied surfactant. The capillary is kept for 5-10 minutes in the gaseous medium in which the experiment is conducted to evaporate the surfactant from the outer surface of the capillary. A video camera or movie camera is switched on to record the occurring surface changes and the capillary containing a surfactant is brought to the center of the material under study. The recording of the changes that take place with the camcorder or movie camera continues until the process of moving the fluid is complete. The captured video is placed in a computer, where using standard computer programs the time required to break through the liquid layer in time between the captured frames, the speed of the liquid layer moving along the distance traveled by the edge of the moving liquid layer and the time spent on moving, determined by the difference between the captured frames and shooting speed, the volume of the displaced fluid over time according to the change in the radius of the displaced layer and the initial thickness of the liquid layer. To implement the invention and examples confirming the implementation of the method, a device was used (see patent RU No. 2362141, IPC G01N 13/00, publ. July 20, 2009, bull. No. 20).

Примеры, подтверждающие конкретное выполнение способа определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе.Examples confirming the specific implementation of the method for determining the amount of liquid transported by a surfactant in the gas phase.

Пример 1Example 1

Измеряют толщину образца в виде пластины монокристалла кремния. Образец монокристалла кремния помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью пластины монокристалла кремния образовался слой жидкости толщиной 0,5 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте 3,5 мм. Диаметр пластины 30 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 13,6 сек. Скорость перемещения жидкости 5,27 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of a single crystal of silicon. A sample of a single crystal of silicon is placed on water-coated paper with a bounding circle deposited on its surface. A quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer 0.5 mm thick is formed over the surface of the silicon single crystal plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is at a height of 3.5 mm. The diameter of the plate is 30 mm. Plate thickness 0.95 mm. The breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer is 13.6 seconds. The fluid velocity is 5.27 mm / s.

Капилляр заполняют изобутиловым спиртом (см. фиг.3).The capillary is filled with isobutyl alcohol (see figure 3).

Пример 2Example 2

Измеряют толщину образца в виде пластины монокристалла LiNbO3 - «лития». Образец монокристалла «лития» помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью пластины монокристалла образовался слой жидкости толщиной 0,4 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте 3,5 мм от поверхности пластины. Пластина неправильной формы с четверть круга диаметром около 50 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 4,53 сек. Скорость перемещения жидкости 6,39 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of a single crystal LiNbO 3 - "lithium". A sample of a lithium single crystal is placed on water-coated paper with a bounding circle deposited on its surface. A quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer 0.4 mm thick is formed above the surface of the single crystal plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is 3.5 mm above the surface of the plate. A plate of irregular shape with a quarter circle with a diameter of about 50 mm. Plate thickness 0.95 mm. The breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer is 4.53 seconds. The fluid velocity is 6.39 mm / s.

Капилляр заполняется изобутиловым спиртом (см. фиг.4).The capillary is filled with isobutyl alcohol (see figure 4).

Пример 3Example 3

Измеряют толщину образца в виде пластины дюралюминия. Образец дюралюминия помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью пластины из дюралюминия образовался слой жидкости толщиной 0,5 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте 1 мм от поверхности пластины. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 5,86 сек. Скорость перемещения жидкости 6,52 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of duralumin. A sample of duralumin is placed on flooded paper with a bounding circle deposited on its surface. Such a quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer 0.5 mm thick is formed over the surface of the duralumin plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is 1 mm above the surface of the plate. Plate thickness 0.95 mm. The breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer is 5.86 seconds. The fluid velocity is 6.52 mm / s.

Капилляр заполняется изобутиловым спиртом (см. фиг.5).The capillary is filled with isobutyl alcohol (see figure 5).

Пример 4Example 4

Измеряют толщину образца в виде пластины монокристалла LiNbO3 - «лития». Образец монокристалла лития помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью бумаги образовался слой жидкости толщиной 0,3 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте 4 мм от поверхности пластины. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 5,2 сек. Скорость перемещения жидкости 3,53 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of a single crystal LiNbO 3 - "lithium". A sample of a lithium single crystal is placed on water-coated paper with a bounding circle deposited on its surface. Such a quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer 0.3 mm thick is formed over the surface of the paper. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is at a height of 4 mm from the surface of the plate. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer 5.2 sec. The fluid velocity is 3.53 mm / s.

Капилляр заполняют изобутиловым спиртом (см. фиг.6).The capillary is filled with isobutyl alcohol (see Fig.6).

Пример 5Example 5

Измеряют толщину образца в виде пластины дюралюминия. Образец дюралюминия помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью пластины из дюралюминия образовался слой жидкости толщиной 0,4 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте, заданной исследователем от поверхности пластины, например, 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 24,0 сек. Скорость перемещения жидкости 15,24 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of duralumin. A sample of duralumin is placed on flooded paper with a bounding circle deposited on its surface. A quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer 0.4 mm thick is formed over the surface of the duralumin plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is at a height specified by the researcher from the surface of the plate, for example, 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer 24.0 sec. The fluid velocity is 15.24 mm / s.

Капилляр заполняют изобутиловым спиртом (см. фиг.7).The capillary is filled with isobutyl alcohol (see Fig. 7).

Пример 6Example 6

Измеряют толщину образца в виде пластины дюралюминия. Образец дюралюминия помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки устройства вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью пластины из дюралюминия образовался слой жидкости толщиной 0,5 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте, заданной исследователем от поверхности пластины, например, 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 50,6 сек. Скорость перемещения жидкости 15,76 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of duralumin. A sample of duralumin is placed on flooded paper with a bounding circle deposited on its surface. Such a quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette of the device so that a liquid layer 0.5 mm thick is formed over the surface of the duralumin plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is at a height specified by the researcher from the surface of the plate, for example, 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. The breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer is 50.6 seconds. The fluid velocity is 15.76 mm / s.

Капилляр заполняют изобутиловым спиртом (см. фиг.8).The capillary is filled with isobutyl alcohol (see Fig. 8).

Пример 7Example 7

Измеряют толщину образца в виде пластины дюралюминия. Образец дюралюминия помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью пластины из дюралюминия образовался слой жидкости толщиной 0,3 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте, заданной исследователем от поверхности пластины, например, 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 0,13 сек. Скорость перемещения жидкости 12,26 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of duralumin. A sample of duralumin is placed on flooded paper with a bounding circle deposited on its surface. Such a quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer 0.3 mm thick is formed over the surface of the duralumin plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is at a height specified by the researcher from the surface of the plate, for example, 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer 0.13 sec. The fluid velocity is 12.26 mm / s.

Капилляр заполняют бутиловым спиртом (см. фиг.9).The capillary is filled with butyl alcohol (see Fig. 9).

Пример 8Example 8

Измеряют толщину образца в виде пластины дюралюминия. Образец дюралюминия помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью пластины из дюралюминия образовался слой жидкости толщиной 0,4 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте, заданной исследователем, от поверхности пластины, например, 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 0,13 сек. Скорость перемещения жидкости 16,50 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of duralumin. A sample of duralumin is placed on flooded paper with a bounding circle deposited on its surface. A quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer 0.4 mm thick is formed over the surface of the duralumin plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is at a height specified by the researcher from the surface of the plate, for example, 1 mm. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer 0.13 sec. The fluid velocity is 16.50 mm / s.

Капилляр заполняют пропиловым спиртом (см. фиг.10).The capillary is filled with propyl alcohol (see Fig. 10).

Пример 9Example 9

Измеряют толщину образца в виде пластины дюралюминия. Образец дюралюминия помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью пластины из дюралюминия образовался слой жидкости толщиной 0,6 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте от поверхности пластины 1 мм. Толщина пластины 0,95 мм. Время прорыва всей толщины слоя жидкости 0,27 сек. Скорость перемещения жидкости 6,88 мм/сек.Measure the thickness of the sample in the form of a plate of duralumin. A sample of duralumin is placed on flooded paper with a bounding circle deposited on its surface. Such a quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a 0.6 mm thick liquid layer forms above the surface of the duralumin plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is 1 mm above the surface of the plate. Plate thickness 0.95 mm. Breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer 0.27 sec. The fluid velocity is 6.88 mm / s.

Капилляр заполняют изопропиловым спиртом (см. фиг.11).The capillary is filled with isopropyl alcohol (see Fig. 11).

Пример 10Example 10

Образец порошкообразного вещества - цемент перемешивают с жидкостью, например водой. Затем помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью, кольцеобразную, плоскопараллельную пластину (шаблон) известной толщины, например 0,95 мм. Во внутреннюю полость кольца (шаблон) помещают размешанный с водой изучаемый порошкообразный материал, выравнивают поверхность материала шпателем, прижимая его к поверхности кольцеобразной пластины. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью кольцеобразной пластины и слоем порошкообразного материала во внутренней полости пластины образовался слой жидкости толщиной, например, 0,2 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте от поверхности пластины 1 мм. Толщина слоя цемента 0,95 мм. Время прорыва 3,73 сек. Скорость перемещения 1,99 мм/ сек.A sample of a powdered substance - cement is mixed with a liquid, such as water. Then placed on the flooded paper with a bounding circle deposited on its surface, an annular, plane-parallel plate (template) of known thickness, for example 0.95 mm The studied powdery material mixed with water is placed in the inner cavity of the ring (template), the surface of the material is smoothed with a spatula, pressing it to the surface of the ring-shaped plate. A quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer, for example, 0.2 mm thick, forms above the surface of the annular plate and the layer of powdery material in the inner cavity of the plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is 1 mm above the surface of the plate. The thickness of the cement layer is 0.95 mm. Breakthrough time 3.73 sec. Movement speed 1.99 mm / sec.

Пример 11Example 11

Образец порошкообразного вещества - песок перемешивают с жидкостью, например водой, помещают на обводненную бумагу с нанесенной на ее поверхность ограничительной окружностью, кольцеобразную, плоскопараллельную пластину известной толщины, например 0,95 мм. Во внутреннюю полость кольца (шаблона) помещают размешанный с водой изучаемый порошкообразный материал, выравнивают поверхность материала шпателем, прижимая его к поверхности кольцеобразной пластины. В ограничительную окружность из автоматической бюретки вносят такое количество жидкости, чтобы над поверхностью кольцеобразной пластины и слоем порошкообразного материала во внутренней полости пластины образовался слой жидкости толщиной 0,2 мм. В поворотном штативе закрепляют капилляр так, чтобы свободный край капилляра был на высоте от поверхности пластины и песка 0 (ноль) мм. Толщина слоя песка 0,95 мм. Скорость перемещения 24,8 мм/сек.A sample of a powdery substance - sand is mixed with a liquid, for example water, placed on flooded paper with a bounding circle applied to its surface, an annular, plane-parallel plate of known thickness, for example 0.95 mm. The studied powdery material mixed with water is placed in the inner cavity of the ring (template), the surface of the material is smoothed with a spatula, pressing it to the surface of the ring-shaped plate. A quantity of liquid is introduced into the restrictive circle from the automatic burette so that a liquid layer 0.2 mm thick is formed over the surface of the annular plate and the layer of powdery material in the inner cavity of the plate. A capillary is fixed in a rotary tripod so that the free edge of the capillary is at a height of 0 (zero) mm from the surface of the plate and sand. The thickness of the sand layer is 0.95 mm. Movement speed 24.8 mm / sec.

Капилляр заполняют изобутиловым спиртом (см. фиг.13).The capillary is filled with isobutyl alcohol (see Fig. 13).

Результаты измерений по примерам 1-11 приведены в таблице 1.The measurement results for examples 1-11 are shown in table 1.

Таблица 1.Table 1. Результаты измеренийMeasurement results № опытаExperience number Материал поверхностиSurface material Толщина слоя жидкости, ммThe thickness of the liquid layer, mm Высота капилляра над пластиной, ммCapillary height above the plate, mm Время прорыва всей толщины слоя, секBreakthrough time of the entire thickness of the layer, sec Скорость перемещения жидкости, мм/секThe fluid velocity, mm / s Пример 1Example 1 КремнийSilicon 0,50.5 3,53,5 13,613.6 5,275.27 Пример 2Example 2 ЛитийLithium 0,50.5 3,53,5 4,534,53 6,396.39 Пример 3Example 3 ДюралюминийDuralumin 0,50.5 1,01,0 5,865.86 6,526.52 Пример 4Example 4 БумагаPaper 0,30.3 4,04.0 5,205.20 3,533.53 Пример 5Example 5 ДюралюминийDuralumin 0,40.4 1,01,0 24,024.0 15,2415.24 Пример 6Example 6 ДюралюминийDuralumin 0,50.5 1,01,0 50,650.6 15,7615.76 Пример 7Example 7 ДюралюминийDuralumin 0,30.3 1,01,0 0,130.13 12,2612.26 Пример 8Example 8 ДюралюминийDuralumin 0,40.4 1,01,0 0,130.13 16,5016.50 Пример 9Example 9 ДюралюминийDuralumin 0,60.6 1,01,0 0,270.27 6,886.88 Пример 10Example 10 ЦементCement 0,20.2 1,01,0 3,733.73 1,991.99 Пример 11Example 11 ПесокSand 0,20.2 00 -- 24,824.8

Из приведенных примеров 1-11 видно, что используя предлагаемый способ определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно- активным веществом в газовой фазе, были определены показатели для разных поверхностно-активных веществ и поверхностей: время прорыва всей толщины слоя жидкости, скорость перемещения жидкости, количество перемещаемой жидкости во времени.From the above examples 1-11, it can be seen that using the proposed method for determining the amount of liquid transported by a surfactant in the gas phase, the parameters for various surfactants and surfaces were determined: breakthrough time of the entire thickness of the liquid layer, velocity of the fluid, the amount of fluid fluid over time.

Предлагаемое изобретение «Способ определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе» по сравнению с прототипом (патент RU №2362979, МПК G01H 9/00, опубл. 27.07.2009 г., бюл. №21) имеет следующие преимущества:The invention “Method for determining the amount of liquid transported by a surfactant in the gas phase” compared to the prototype (patent RU No. 2362979, IPC G01H 9/00, published on July 27, 2009, bull. No. 21) has the following advantages:

- установление количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом во времени и скорости ее перемещения для поверхностей малых размеров;- determination of the amount of fluid transported by the surface-active substance in time and its velocity for surfaces of small sizes;

- возможность измерять поверхностные свойства материалов, имеющих малые размеры или находящихся в разных агрегативных состояниях для различных веществ, в том числе и пористых или насыпных, например порошкообразных небольшой площади, при этом результат определения ощутим визуально;- the ability to measure the surface properties of materials having small sizes or in different aggregate states for various substances, including porous or bulk, for example, powdered small area, while the result of the determination is noticeable visually;

- получение новых характеристик для оценки свойств различных веществ, в том числе и порошкообразных наночастиц и наноматериалов;- obtaining new characteristics for evaluating the properties of various substances, including powdered nanoparticles and nanomaterials;

- невысокая трудоемкость заявленного способа для получения результата;- low complexity of the claimed method to obtain a result;

- заявленный способ позволяет одновременно определить свойства поверхности, поверхностно-активных веществ и жидкости.- the claimed method allows you to simultaneously determine the properties of the surface, surface-active substances and liquids.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в тех отраслях промышленности, где необходимо оценить свойства поверхностно активных веществ, например, химической при производстве моющих средств, кожевенной и меховой, легкой промышленности при производстве тканей и изделий из них, пищевой, медицине, ветеринарии, при производстве лаков и красок, строительной индустрии, учебных заведениях и т.д.The present invention can be used in those industries where it is necessary to evaluate the properties of surface-active substances, for example, chemical in the manufacture of detergents, leather and fur, light industry in the manufacture of fabrics and products from them, food, medicine, veterinary medicine, in the manufacture of varnishes and paints, construction industry, educational institutions, etc.

Claims (1)

Способ определения количества жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом в газовой фазе, предусматривающий использование ограничительной окружности для создания слоя жидкости заданной толщины, внесение капли раствора поверхностно-активного вещества на поверхность слоя жидкости известной толщины, фиксирование наибольшего радиуса перемещенной жидкости видео- или кинокамерой, определение количества перемещаемой жидкости по плотности жидкости и объему слоя жидкости, перемещаемой поверхностно-активным веществом, который определяют по наибольшему радиусу слоя перемещенной жидкости и первоначально известной толщине слоя жидкости, отличающийся тем, что для перемещения жидкости используют поверхностно-активные вещества, способные переходить в газовую фазу при комнатных температурах, при этом поверхностно-активным веществом воздействуют на слой жидкости, находящейся на поверхности изучаемого материала из газовой фазы, для чего изучаемый материал в виде пластины или в виде порошка помещают в центр ограничительной окружности, нанесенной на легко сменяемую поверхность или в кювету с известной внутренней площадью, и закрывают изучаемый материал слоем жидкости известной толщины, затем заполняют капилляр обмакиванием в поверхностно-активное вещество, например, изопропиловый спирт, выдерживают его в течение 5-10 мин в газовой среде, в которой проводят опыт, для испарения с внешней поверхности капилляра поверхностно-активного вещества, включают видео- или кинокамеру и устанавливают заполненный капилляр на высоте 1-6 мм над центром поверхности изучаемого материала, фиксирование происходящих изменений продолжают до тех пор, пока не закончится процесс перемещения жидкости, отснятый видеоматериал помещают в компьютер и определяют время, необходимое для прорыва слоя жидкости по времени между отснятыми кадрами, скорость перемещения слоя жидкости по пройденному расстоянию краем перемещаемого слоя жидкости и времени, затраченному на перемещение, которое определяют по разности между отснятыми кадрами и скоростью съемки, а также объем перемещаемой жидкости во времени по изменению радиуса перемещаемого слоя и начальной толщиной жидкости. A method for determining the amount of fluid transported by a surfactant in the gas phase, comprising using a restrictive circle to create a fluid layer of a given thickness, introducing a drop of a surfactant solution on the surface of a fluid layer of known thickness, fixing the largest radius of the transported fluid with a video or movie camera, determining the amount of fluid transported by the density of the fluid and the volume of the fluid layer moved by the surfactant, which determined by the largest radius of the layer of displaced liquid and the initially known thickness of the liquid layer, characterized in that surfactants capable of moving into the gas phase at room temperatures are used to move the liquid, while the surface-active substance acts on the liquid layer located on the surface of the studied material from the gas phase, for which the studied material in the form of a plate or in the form of a powder is placed in the center of the bounding circle applied to easily replaceable surface or in a cuvette with a known internal area, and cover the studied material with a layer of liquid of known thickness, then fill the capillary by dipping in a surface-active substance, for example, isopropyl alcohol, maintain it for 5-10 minutes in the gaseous medium in which the experiment is carried out , for evaporation from the outer surface of the capillary of a surfactant, include a video or movie camera and set the filled capillary at a height of 1-6 mm above the center of the surface of the studied material, fixing what is happening and The changes continue until the process of moving the liquid is completed, the video footage is put into the computer and the time required to break through the liquid layer in time between the captured frames is determined, the speed of the liquid layer moving along the distance traveled by the edge of the moving liquid layer and the time spent moving , which is determined by the difference between the captured frames and the shooting speed, as well as the volume of the transported liquid in time by the change in the radius of the transported layer and the initial thickness of the liquid dots.
RU2012129611/28A 2012-07-12 2012-07-12 Method to define amount of liquid moved by surfactant in gas phase RU2510011C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129611/28A RU2510011C1 (en) 2012-07-12 2012-07-12 Method to define amount of liquid moved by surfactant in gas phase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129611/28A RU2510011C1 (en) 2012-07-12 2012-07-12 Method to define amount of liquid moved by surfactant in gas phase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012129611A RU2012129611A (en) 2014-01-20
RU2510011C1 true RU2510011C1 (en) 2014-03-20

Family

ID=49944965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012129611/28A RU2510011C1 (en) 2012-07-12 2012-07-12 Method to define amount of liquid moved by surfactant in gas phase

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510011C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115400809A (en) * 2021-05-28 2022-11-29 深圳华大生命科学研究院 Method for recovering content in water-in-oil droplets and droplet generation device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060144871A1 (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Edc Biosystems, Inc. Acoustic liquid dispensing apparatus
RU2362141C2 (en) * 2007-03-28 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет Method of determining amount of fluid moved by surfactant
RU2362979C2 (en) * 2007-03-28 2009-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет Device to determine range of microwave propagation over fluid layer surface
RU2422804C2 (en) * 2009-07-28 2011-06-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз-Кубань" Device for evaluation of amount of liquid in gas sample

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060144871A1 (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Edc Biosystems, Inc. Acoustic liquid dispensing apparatus
RU2362141C2 (en) * 2007-03-28 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет Method of determining amount of fluid moved by surfactant
RU2362979C2 (en) * 2007-03-28 2009-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет Device to determine range of microwave propagation over fluid layer surface
RU2422804C2 (en) * 2009-07-28 2011-06-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз-Кубань" Device for evaluation of amount of liquid in gas sample

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012129611A (en) 2014-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220221320A1 (en) Method and device for measuring minute volume of liquid
Campbell et al. Applicability of contact angle techniques used in the analysis of contact lenses, part 1: comparative methodologies
JP2003520958A (en) Surface configuration measuring method and apparatus
RU124786U1 (en) DEVICE FOR MEASURING SURFACE WET ANGLES
WO2017215299A1 (en) Micro-lens (or micro-lens array) imaging detection plate
RU2362141C2 (en) Method of determining amount of fluid moved by surfactant
RU2510011C1 (en) Method to define amount of liquid moved by surfactant in gas phase
CN103163069A (en) Method and system for measuring solid material surface adhesion force
Jia et al. Portable detection of trace metals in airborne particulates and sediments via μPADs and smartphone
CN102590054B (en) Method and device for measuring particle size distribution of discrete-state particles
CN111665171A (en) Wet contact angle measuring device and testing method thereof
CN103308428A (en) Method for measuring contact angle of liquid in solid micro-gap
Oko et al. Infiltration and dimensional scaling of inkjet droplets on thick isotropic porous materials
CN104207320A (en) Method for measuring absorptivity of tobacco base-sheet in paper-making reconstituted tobacco to coating liquid
Lamolinairie et al. Probing foams from the nanometer to the millimeter scale by coupling small-angle neutron scattering, imaging, and electrical conductivity measurements
Cheng et al. A sensing device using liquid crystal in a micropillar array supporting structure
CN112461713A (en) Device and method for testing wettability of lithium ion battery diaphragm
RU2527702C1 (en) Method to define properties of disperse materials during interaction with water and surfactants
GB2408572A (en) Method and apparatus for measuring surface configuration
CN105115429B (en) A kind of reflective chemical liquid smears uniformity detecting method and device
Mott et al. Aerosol Droplet Surface Measurement Methods
RU2659192C1 (en) Method for determination of impurities in liquid media
WO2022087223A1 (en) A stokes-based method to estimate gelation time
RU2510495C1 (en) Method of mode interface layer depth definition
CN111220507A (en) Method for rapidly measuring wettability of protein powder

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170713