轧制油乳液液珠大小和运动速度测量的可视化.pdfVIP

维普资讯 科研开发 SCIENCETECHN0LoGYI化N工CH科E技M，I2C0A0L5，I1N3D(3U)S：T5R～Y7 轧制油乳液液珠大小和运动速度测量的可视化 * 唐正姣 ，陈启明，陈金芳 (武汉化工学院 化工与制药学院，湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，湖北 武汉 430073) 摘 要 ：利用 自行设计的微型可视 化反 应器对轧制油 ／水乳液体系进行 了研 究。轧制油 ／水体 系 中 油珠在水中分散 良好，外形为球形 ，其直径约为5～20 m。在 时问差为 ls的时间段 内油珠 的运动速 率 单调变化 ，而从 总体上看 ，随着静置时间的延长，液珠运动速率减小，变化幅度趋缓。本 实验装置为单个 微米级粒子大小与运动速度 的测量提供 了一种新 的、可视化 的方法 。 关键词 ：轧制油；速度；测量 ；可视化反应器 中图分类号 ：TB934 文献标识码 ：A 文章编号 ：1008．0511(2005)03．0005．03 · 乳液 中液珠大小的测定对于研究乳化剂、分 动形态 的直接、可视化的测量 ，为液珠大小和运动 散剂以及分散相种类与用量 、乳化工艺、乳化机理 形态的测量提供 了一种新 的方法 ，也为液液界面 等具有较大的理论与实际意义 。测定乳液 中液珠 非平衡过程的可视化研究作了一些基础性工作。 大小的方法有光学显微拍片法、透射 电镜 (TEM) 1 实验部分 法 、光散射法、离心光散射法等uJ，但是最常用的 光学显微拍片法受光镜分辨率限制 ，图像常常较 1．1 实验装置与实验原理 模糊 ，且不 能测量小粒子 (如粒 径 ≤0．1 m)； 实验装置是 白行设计组装的可观察微米级微 TEM法仅适用于含不饱和键的单体乳液；光散射 团在相界面水平运动和垂直运动的微型可视化反 法只能测粒子的平均粒径 ；艾照全等-ll用离心光 应器 (见 图 1)。它 由光学显微镜 ，微型反应器 ，摄 散射法在粒度分布仪上测定了由挥发性较大 、稳 像机 ，视频采集卡和计算机组成。微型反应器是 定性较差的低分子有机物构成的乳液液珠大小与 用透明材料做成的容器 ，下端连接一个 圆形或方 分布，测定的准确度受多个因素限制。目前常用 形底座 ，底座 内装磁力搅拌器。摄像机 的一端磁 的激光粒度测试仪可快速测出粉末试样 以体积 、 过摄像装置接头与光学显微镜的 目镜筒相连 ，另 面积 、直径为基准的粒度分布和平均粒径，但只能 一 端通过数据信号线与视频采集卡相连。视频采 测量颗粒 的几何形态 ，不能测量颗粒的运动形态 。 集卡插在计算机 的主板上 ，微型反应器置于载物 笔者 白行设计的微型可视化反应器操作 简 台上 。 便，结合现代高科技光 电显微技术和计算机 图形 实验时将研究对象置于微型反应器 中，用光 显示技术，能对相界 面处微米级的微 团 (粒子)进 学显微镜将其显微放大 ，对放大后 的清晰图像摄 行观察和测量 ，记录其水平运动和垂直运动情形 ， 像 ，将光信号变为电信号传人视频采集卡 ，经计算 测量相界面处微团的运动速度与几何尺寸 以及显 机处理视频采集卡采集 的电信号 ，再 由视频捕捉 示微 团的运动轨迹 。笔者采用 白行设计的微型可 软件将其还原为图像并显示在显示器上，此时就 视化反应器测 出了轧制油 ／水乳液 中液珠的大小 能观察研究对象在微观状态下的运动情况 ，从而 和运动速度 ，实现 了微米级液珠 的几何尺寸与运 实现微观状态 的可视化 。通过视频捕捉软件将有 价值