单分散热敏凝胶输送解决方案|彗诺HNPM微量泵mzr-2521连续输送硅油
本研究以 NIPA 为单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,通过交联聚合生成了 NIPA 凝胶(见图 1),同时还加入了以单位质量计量的其他三种化学品和水。
凝胶的合成方法与 Zhao 等人[18,19]所描述的方法类似。
化学品包括 150 毫克 NIPA(日本东京和光化学公司)、5 毫克 BIS(日本京都 Nacalai Tesque 公司)、25 毫克 DDBAB(和光化学公司)(作为引发剂)、10 微升 N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)(和光化学公司)(作为促进剂)、6 毫克 APS(Nacalai Tesque 公司)(作为引发剂)和 1.6 克去离子水。
将NIPA、BIS、DDBAB 和 TEMED 溶解在一半的去离子水(0.8 克)中,然后装入第一个 3 毫升注射器(内径 = 10.1 毫米)。同样,将 APS 溶解在剩余的一半去离子水(0.8 克)中,装入第二个3 毫升注射器。使用两种不同粘度的硅油(50 × 10-6 m2/s 和 300 × 10-6 m2/s,Shin-Etsu Chemical,日本东京)作为连续相流体。
图 2 显示了研究装置的设置。
生成热敏凝胶的设备示意图
根据图示,合成凝胶的步骤如下:
1、将含有NIPA成分的 3 ml 注射器和含有APS成分的 3 ml注射器精确安装在线性致动器模块中。两支注射器的针尖通过硅胶管与 2 毫米的导管紧密相连,两支活塞注射器的速度均设定为 0.002 毫米/秒。
2、录像机靠近方形管道表面,拍摄流动凝胶液滴的画面,以便随后分析其直径。
3、致动器开始推动两个活塞注射器,以相同的容积流量输送 NIPA 和 APS 溶液。因此,两种溶液在混合和形成凝胶溶液(被视为分散流)之前都沉积在针形喷嘴前。在整个研究过程中,始终保持 3.2 × 10-10 m3/s 的恒定分散流速(Qd)。
4、凝胶溶液从喷嘴顶端(外径 = 300 µm)喷出,与此同时,另一个微量齿轮泵(mzr-2521,HNP Mikrosysteme,Schwerin,Germany)向同一方向喷出另一股硅油(连续相流)。
5、最后,所有凝胶都被收集到冷板上的硅油箱中,冷板的温度恒定在 -30 ℃。尤其是储液器中的硅胶管要足够长,以增加凝胶液滴在冷冻过程中的停留时间,从而防止液滴凝聚。
6、将生成的凝胶在冷冻箱中存放 1 天以完成聚合过程,并通过图像分析测量在方形管道内流动的凝胶液滴的直径。根据直径读数的输出,计算凝胶的平均直径。