[发明专利]微通道中多相乳液动态界面张力测算方法

权利要求书

1.一种微通道中多相乳液动态界面张力测算方法，其特征在于：通过对比乳液模拟图像与高速摄像显微照片和扫描电镜得到的乳液实验图像，得到微通道中多相乳液的动态界面张力；

包括以下步骤：

步骤S1：选择三种互不相溶的液体分别作为：内相、中间相和外相，其中内相与中间相均为分散相，外相为连续相；配置含有不同表面活性剂浓度的连续相，分别测量三相乳液中两两相间的平衡界面张力；

步骤S2：根据界面张力，计算不同浓度表面活性剂溶液为连续相时与其余两相的铺展系数S_i；并判断乳液的构型，以确定采用的表面活性剂种类及浓度；

步骤S3：将三种液体分别通入微通道中，流体流动的过程中，分散相在通道中被连续相剪切成乳液，在连续相中加入表面活性剂以稳定制备三相乳液；

步骤S4：采用高速显微摄像拍摄微通道中三相乳液的结构变化动态照片，紫外光照射乳液流动过程使得乳液的一个分散相自聚合，得到瞬时的结构，并拍摄扫描电镜；

步骤S5：根据几何结构分析，制作不同三相乳液结构的模拟图像；

步骤S6：利用试差法，对比模拟图像与扫描电镜照片、高速显微摄像拍摄的实验值，确定与三相乳液结构对应的动态界面张力；

所述微通道包括同轴度的相对偏差不超过5％的三级通道，通道的毛细管管口直径为50～1000μm；

在步骤S3中，通过将三种互不相溶的液体使用注射泵平稳推入通道获得三相乳液，其中内相推入第一级通道，中间相推入第二级通道，外相推入第三级通道；

在步骤S2中，采用的三种互不相溶的液体的铺展系数关系需要满足能够形成由核壳型向Janus型转变的乳液的要求；

在步骤S2中，根据铺展系数的关系判断所选择的乳液体系是否满足要求，如果不满足，则改变其表面活性剂种类及浓度，直至达到要求：通过调控表面活性剂的种类和浓度使给定的三种互不相溶液体满足条件；所述铺展系数的测定公式为：S_i＝γ_jk-(γ_ij+γ_ik)，其中γ_jk、γ_ij、γ_ik为三相乳液体系两两相间的界面张力，i、j、k分别表示三相乳液中的内相、中间相、外相；通过界面张力依据公式计算每一相的铺展系数，得到S_i、S_j、S_k，当S_i＞0、S_j0、S_k0时，乳液结构为核壳型，当S_i0、S_j0、S_k0时，乳液为Janus型；

在步骤S4中，拍摄乳液的生成至滴落，滴落至乳液结构变化完全每个阶段的高速摄像显微照片；用紫外光对乳液进行固化，从通道末端接出固化后得乳液，拍摄乳液固化后的SEM图像；在步骤S5中，通过对乳液结构的几何分析，得到几何形状与三相接触角、界面张力和流量比间的关系，并采用MATLAB程序计算得到MATLAB模拟图像。

2.根据权利要求1所述的微通道中多相乳液动态界面张力测算方法，其特征在于：还包括，步骤S7：分析三相乳液在微通道流动过程中的多张动态照片，得到乳液随着时间变化的动态界面张力。

3.根据权利要求1所述的微通道中多相乳液动态界面张力测算方法，其特征在于：步骤S1中的平衡界面张力由悬滴法、挂环法、毛细升高法和最大气泡法中的一种测量获得。