Mae De Vries wedi gwneud ymchwil ar sefydlogrwydd ewyn mewn systemau ewyn cyfnod dŵr, gan egluro'r egwyddorion sylfaenol a rhai pwyntiau sefydlogi wrth ffurfio ewyn polywrethan.
Mae'r ymchwil yn credu, pan fydd cyfaint penodol o nwy yn cael ei wasgaru mewn cyfaint uned o gyfnod hylif, er mwyn cynhyrchu ewyn microgellog gwasgaredig cymharol unffurf, rhaid cymhwyso egni rhydd penodol (ΔF) i'r system, fel y mynegir gan y canlynol fformiwla.
△F=yA
lle ΔF yw'r egni rhydd; y yw'r tensiwn arwyneb; A yw cyfanswm arwynebedd y rhyngwyneb swigen.
Oherwydd yn y system ewyn hylif, mae tueddiad bob amser i arwynebedd y rhyngwyneb nwy-hylif leihau, os na roddir digon o egni am ddim i'r system, bydd y swigod yn y cyfnod hylif yn uno neu'n cwympo. Yn ôl egwyddor y fformiwla uchod, gall ychwanegu sylweddau sy'n lleihau'r tensiwn arwyneb y, fel syrffactyddion olew silicon, gael arwynebedd rhyngwyneb swigen mwy (A) o dan yr un amodau ynni ΔF. Felly, gan ychwanegu pobl Mae gwlychwyr priodol yn hwyluso ffurfio gwasgariadau swigen mân.
Defnyddiodd Cwmni Cemegol Mobay yr Unol Daleithiau gamera cyflym i olrhain ac arsylwi ar y broses ffurfio ewyn polywrethan. Yn y broses o gynyddu gludedd y deunydd yn raddol, bydd siâp a chyfaint y swigod yn newid gyda chynnydd amser, a bydd cyfaint y swigod yn newid o fach i fawr. Mae'r siâp hefyd yn esblygu'n raddol o strwythur rhwydwaith sfferig i dri dimensiwn o bentahedron a hecsahedron.
Yn ôl y ddamcaniaeth glasurol, yn y broses ewynnog, mae'r pwysedd nwy yn y swigen sfferig yn fwy na phwysedd yr hylif amgylchynol; mae'r pwysedd nwy yn y swigen fach yn fwy na'r un yn y swigen fawr, a'r gwahaniaeth pwysau rhyngddynt yw △ p a ΔP' yn cynrychioli.
△p=2y/R
△p'=2y(1/R1-1/R2)
lle mae y tensiwn arwyneb; R yw'r radiws swigen; R1 ac R2 yw radiysau swigod bach a mawr, yn y drefn honno.
Dros amser, mae'r swigod bach yn ehangu, yn ymledu ac yn uno i'r swigod mwy, gan roi siâp a chyfaint cynyddol i'r nwy. Os yw ychwanegyn sy'n ffafriol i leihau'r tensiwn arwyneb yn cael ei ychwanegu at y fformiwla, bydd yn helpu i leihau'r gwahaniaeth pwysau rhwng swigod mawr a bach, gwella sefydlogrwydd yr ewyn, a chynhyrchu strwythur ewyn gyda chelloedd mân.
Fel ochr arall y nwy-hylif dau gam, mae rôl yr hylif yn bwnc arall yn y drafodaeth ar sefydlogi swigen. Mae'n amhosibl cael swigod sefydlog mewn hylif pur, waeth beth fo tensiwn wyneb yr hylif. Er mwyn cael swigod cymharol sefydlog, rhaid bodloni'r ddau amod canlynol:
1. Mae o leiaf ddwy system neu fwy yn y system;
2. Gellir adsorbed un elfen o'r system yn ffafriol ar wyneb y swigen. Yn ôl theori Gibbs, mae ei densiwn arwyneb yn cael ei bennu gan y math a maint yr hydoddion adsorbed.
dy=—ΣΓdμ
Yn y fformiwla, Γ yw potensial cemegol y gydran; μ yw gormodedd arwyneb y gydran.
Yn ôl y berthynas uchod, yn achos swm penodol o hydoddyn, bydd cynnydd yr arwynebedd arwyneb yn lleihau'r gormodedd arwyneb, a bydd cynnydd y tensiwn arwyneb yn rhwystro ehangiad pellach yr arwynebedd, hynny yw, y swigen bydd y ffilm yn cael ei theneuo ymhellach. Felly, gall cynyddu'r tensiwn arwyneb atal teneuo'r wal swigen a chyfrannu at sefydlogrwydd y swigen.
Bydd yr hylif ar y ffilm wal swigen yn cynhyrchu draeniad hylif oherwydd gweithredu capilari, sef un o'r ffactorau sy'n effeithio ar sefydlogrwydd y gell.
Mae Ffigur 6-2 yn olwg model trawstoriadol chwyddedig o'r rhan wal swigen.
Yn ôl theori Laplace a Young, gan fod pwysedd cellbilen wal hylif yn ① a ② yn is na'r pwysau ar bilen wal ③, mae'r hylif ar y wal bilen ③ yn symud i ①, ② dau Ar yr un pryd, oherwydd y dylanwad o ddisgyrchiant, bydd y rhan fwyaf o'r hylif yn llifo i ②. Mae swm y llif hylif yn gymesur â'r pellter L rhwng dau ben ① a ②, hynny yw, po fwyaf yw'r pellter L, y mwyaf yw maint y llif hylif. O ganlyniad i wasgariad hylif, bydd wal y ffilm hylif swigen yn dod yn deneuach, sy'n fwy anffafriol i sefydlogrwydd y swigen. Po fwyaf yw gludedd yr hylif, y mwyaf anodd yw hi i wasgaru'r hylif. Felly, heb os, bydd y cynnydd yn gludedd yr hylif yn chwarae rhan gadarnhaol yn sefydlogrwydd yr ewyn. Os yw rhai catalyddion a all hyrwyddo'r adwaith gel hylif yn cael eu hychwanegu at y system adwaith hylifol i gyflymu cyfradd cynnydd y gludedd hylif, bydd cyfradd llif y ffilm hylif yn cael ei leihau, sy'n fuddiol i gynnydd sefydlogrwydd yr ewyn . Yn yr un modd, pan fydd tymheredd y system ddeunydd yn cynyddu, bydd gludedd yr hylif yn gostwng, bydd y tensiwn arwyneb yn gostwng, a bydd tueddiad y wal hylif swigen i denau yn cynyddu, a fydd yn cyflymu rhwyg y wal swigen ffilm.
Yn ogystal, mae yna hefyd effaith drydanol dwy ochr yn y sefydlogi ewyn. Er enghraifft, bydd y syrffactyddion ïonig ar ddwy ochr wal y ffilm swigen, oherwydd ehangiad y swigod, yn cael eu dal y tu mewn a'r tu allan i'r ffilm hylif pan fydd y ffilm hylif yn cael ei thynnu. Mae rhwystr gwefr ar yr wyneb. Pan fydd wyneb y wal yn agos, bydd grym gwrthyrrol y ddau eiddo trydan yn atal wal y ffilm swigen rhag teneuo, a bydd grym van der Waals ar ddwy ochr y wal hylif yn gwneud y ffilm wal swigen yn denau o dan y weithred o atyniad i'r ddwy ochr. . Ond mae'r grym hwn yn gymharol wan.
