Как измерение дзета-потенциала может помочь очистить вашу одежду

Как измерение дзета-потенциала может помочь очистить вашу одежду

Во многих областях применения поверхностный заряд имеет важное значение для его предполагаемой функции. Сам поверхностный заряд часто нельзя определить напрямую, но дзета-потенциал поддается измерению. Дзета-потенциал определяется как электрический потенциал, который создается в плоскости сдвига между неподвижным слоем иона и движущимся слоем растворенных противоионов.

Классические методы определения дзета-потенциала трудоемки и отнимают много времени. Таким образом, определение с помощью запатентованной технологии осциллирующего потока раствора электролита представляет собой быструю, простую в использовании и надежную альтернативу.

Во время синусоидальных колебаний раствора электролита, возникающая разность давлений Δp быстро изменяется. При каждом создаваемом давлении измеряется соответствующий потенциал потока Ustr. Зная конкретные параметры электролита, дзета-потенциал ζ вычисляется с использованием уравнения Гельмгольца-Смолуховского, где η - вязкость, er - относительная диэлектрическая проницаемость растворителя, ε0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума и κ - проводимость:

 Анализ потенциала двунаправленного осциллирующего потока:

Компания DataPhysics Instruments запатентовала метод измерения, в котором используется осциллирующий поток раствора электролита через образец или вдоль него, который лег в основу нашего нового анализатора дзета-потенциала ZPA 20. Потенциал потока и текущее приложенное давление измеряются одновременно с температурой, проводимостью и значением pH раствора электролита. Благодаря широкому диапазону применяемых частот и амплитуд потока возможно быстрое и точное измерение.

Райшл и др. исследовал адсорбцию поверхностно-активных веществ (ПАВ) на полимерных волокнах с целью оптимизации промышленного процесса отделки текстиля. Благодаря системе быстрого измерения стало возможным измерить кинетику поглощения ПАВ, что было бы невозможно с помощью классических методов, измеряющих дзета- потенциал в равновесии. Сначала определяли зависимость pH от изоэлектрической точки (pI) для трех текстильных волокон. Затем было определено в равновесных условиях адсорбционное поведение пяти ПАВ, которые обычно используются в текстильной промышленности.

Кроме того, определяли кинетику адсорбции ПАВ (см. рис.1). После измерения в течение 10 с добавляли катионное ПАВ, и через 50 с достигалось равновесное состояние. Кинетика адсорбции играет важную роль при разработке и оптимизации процесса. Понимание поведения адсорбции может помочь определить наиболее подходящее ПАВ для предназначенного процесса или адаптировать процесс к новому ПАВ или текстильному волокну.

Рис. 1. Быстрое изменение дзета-потенциала через 10 сек катионизированного целлюлозного волокна после добавления катионного поверхностно-активного вещества.

Работа демонстрирует, что метод протекающего потенциала, использующий осциллирующийся поток раствора электролита, является быстрым и надежным способом определения дзета-потенциала образцов волокон с высокой пропускной способностью. Кроме того, можно отслеживать изменение дзета-потенциала, зависящее от времени в узких временных рамках.

Если вы хотите узнать больше о содержании статьи, вы можете непосредственно ознакомиться с приведенной ниже литературой:

Запатентованная технология осциллирующего раствора электролита была использована при разработке нового устройства для измерения дзета-потенциала ZPA 20. Для получения дополнительной информации обращайтесь в DataPhysics Instruments GmbH.