溶解性表面活性剂存在下的界面夹断
流体动力学
2026-05-06 v1
摘要
我们数值和实验研究了装有溶解性表面活性剂的挂液滴的断裂。我们考虑表面活性剂吸附仅受扩散限制的极限。由于对流增强了表面活性剂向界面转移，因此在大部分断裂过程中，扩散不构成显著障碍，表面张力基本保持界面上常数。只有在界面夹断附近，扩散才会阻碍表面活性剂吸附。在溶解性情况下的滴droplet形状在大部分断裂过程中与不可溶情况下的形状有显著偏差。在不可溶情况下，滴droplet形状受到表面活性剂耗竭的影响，这导致局部表面张力增加及马拉孔ni 应力。直径为毫米级的滴droplet装有 Surfynol 465 的动力学与扩散限制模型的预测结果基本一致，且无需任何参数拟合，即可在约 s 的夹断时间尺度下吻合。钠烷基磺 (SDS) 产生与 Surfynol 465 相同的效果。因此，Surfynol 465 和 SDS 在滴droplet断裂的大部分过程中保持基本恒定的表面张力。慢动力学表面活性剂，如 Triton X-100，与 Surfynol 465 和 SDS 显著不同。表面活性剂吸附能垒最显著的效果是桥接上部卸液和下方滴droplet之间丝 filament 长度缩短。将丝长度与相同表面张力下干净界面的值进行比较，可用于评估表面活性剂吸附的速率。
引用
@article{arxiv.2605.03504,
title = {Interface pinch-off in the presence of a soluble surfactant},
author = {M. Rubio and S. Rodríguez-Aparicio and J. M. Montanero and M. A. Herrada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.03504},
year = {2026}
}