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FC40还是HFE7500
微滴生成的过程中,Fluorosurfactant (含氟的表面活性剂)是关键试剂。常见的分散氟油(Perfluorinated oil) 有FC-40和 HFE 7500两种,浓度也有2%和5%两个供选择, 客户该如何选择呢?
下表是两个氟油的性质比较:
性质 | FC 40 | HFE 7500 |
平均分子量(g/mol) | 650 | 414 |
沸点 (ºC) | 155 | 128 |
流动点 (ºC) | -57 | -100 |
临界温度 (ºC) | 270 | 261 |
估计临界压力 (Mpa) | 1.18 | 1.55 |
蒸气压 (kPa) | 0.43 | 2.1 |
汽化热 (kJ/kg) | 68 | 88.5 |
液体密度 (kg/m3) | 1855 | 1614 |
运动粘度 (cSt) | 1.8 | 0.77 |
绝对粘度 (cP) | 3.4 | 1.24 |
液体比热 (J/kg-K) | 1100 | 1128 |
液体热导率 (W/m-K) | 0.065 | 0.065 |
膨胀系数 (K-1) | 0.0012 | 0.0013 |
折光率 | 1.29 | 无数据 |
水溶性(重量ppm) | <7 | 45 |
水中溶解度(重量ppm) | <5 | <3 |
臭氧消耗潜力 | 0 | 0 |
可燃性 | 不易燃 | 不易燃 |
介电强度,0.1" 间隙 (kV) | >40 | ~40 |
介电常数@ 1kHz | 1.9 | 5.8 |
表面张力 (mN/m) | 16 | 16.2 |
空气溶解度(毫升气体/100毫升液体) | 27 | 48 |
体积电阻率 (Ohm-cm) | 1015 | 108 |
总的来说 FC40与HFE7500的表面张力都很少,而且几乎相等;化稳定性好,与其它溶剂很难发生化学反应;成分不会随时间变化或分馏,从而使流体损失;FC40及HFE7500都非常适合于生成油包水的液滴。
相对于HEF7500而言,FC40更透明,还有的认为FC40与 PDMS的适配性更好。但由于其密度大,同等质量下,体积更小,因此成本会高一些。另一个值得注意的是FC40的GWP值>6000,而HFE7500只有100,也就是说HFE7500的环境友好性更好。
2%和5% 哪个浓度更好,如果只考虑实验效果,肯定是5%好,下图是Fluigent公司作的比较,三种不同品牌的fluorosurfactant ,配成0.5%, 2%及5%,生成的液滴放置7天后,液滴的单分散性和融合情况,其中我们可以看到5%是表现最好的。
5%虽然效果好,但是成本也更高,而且也有研究者认为浓度高了后,液滴间可能存在成份交换或渗透,就我个人而言,更趋向于使用2%。
另外要说明的是,FC40和HFE7500均来自3M公司,国内用HFE7500的多一些。客户可以买纯品乳化剂及相关试剂,自行配制为需要的浓度。