由 Péclet 数决定的聚环氧乙烷液滴干燥与沉积
软凝聚态物质
2011-05-11 v1 材料科学
化学物理
流体动力学
摘要
我们报告了对不同实验条件下聚环氧乙烷（PEO）聚合物水溶液固着液滴干燥过程的详细实验研究结果。样品以一系列初始浓度 c_0 制备，并经过滤去除未溶解的 PEO 团簇痕迹。在典型实验中，初始体积在 5μL 至 50μL 之间的液滴被静置蒸发，同时监测温度和相对湿度。液滴要么形成盘状固体“水洼”，要么形成高耸的锥形“柱体”。使用微量天平监测液滴质量，并用数码相机定期记录液滴轮廓。随后对数据进行处理，可确定整个干燥过程中的液滴体积 V、表面积 A、基底半径 R、接触角 θ 和高度 h 的值。从这些数据中，我们识别出柱体形成过程中的四个阶段：钉扎干燥、伪去润湿、自举构建和固体收缩，并提出物理模型来解释每个阶段的关键方面，并预测从一个阶段到下一阶段的转变。相对湿度、温度、压力、液滴体积和初始接触角等实验参数均被系统地改变，并观察到它们影响干燥过程，从而决定液滴是形成柱体还是水洼。我们将这些参数组合成一个无量纲的 Péclet 数 Pe，用以比较蒸发和扩散的相对效应，并表明干燥行为仅取决于 c_0 和 Pe。
引用
@article{arxiv.1105.1927,
title = {Drying and deposition of poly(ethylene oxide) droplets determined by P\'eclet number},
author = {Kyle Anthony Baldwin and Manon Granjard and David Willmer and Khellil Sefiane and David John Fairhurst},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.1927},
year = {2011}
}
备注
21 pages, 10 figures