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含普通与超铺展表面活性剂的水滴铺展:分子动力学研究

流体动力学 2019-09-04 v1 软凝聚态物质

摘要

表面活性剂驱动的液滴铺展是许多应用中的关键过程,从涂布流技术到提高石油采收率。尽管在描述含表面活性剂液滴的铺展过程(包括超铺展这一引人现象)方面已取得显著进展,其潜在机制的诸多特征仍需进一步理解。在此,我们采用由统计缔合流体理论获得的力场之粗粒化模型,对负载普通与超铺展表面活性剂的液滴进行分子动力学模拟。我们确认了超铺展机制的重要要素,即表面活性剂在接触线处的吸附及从体相的快速补充。通过对一系列含不同表面活性剂液滴的详细比较,我们的分析表明表面活性剂在界面吸附的能力是超铺展机制的关键特征。就此而言,倾向于形成聚集体且在聚集核中具有强疏水吸引的表面活性剂阻碍界面的快速补充,导致铺展能力降低。我们还表明,诸如扩散与架构等的各种表面活性剂性质在铺展过程中起次要作用。此外,我们讨论液滴高度、接触角与表面活性剂表面浓度等多种液滴性质,凸显超铺展与普通表面活性剂间的差异。我们预期本研究将为需润湿控制的应用提供进一步见解。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.00775,
  title  = {Spreading of aqueous droplets with common and superspreading surfactants. A molecular dynamics study},
  author = {Panagiotis E. Theodorakis and Edward R. Smith and Erich A. Müller},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.00775},
  year   = {2019}
}

备注

26 pages, 11 figures