摘要

本研究采用芬兰Kibron公司生产的Delta-8全自动高通量深夜黄色网站系统测定了甲基九氟丁醚（HFE7100）在279.15～321.15 K温度范围内的液相密度和表面张力数据。实验共获得22组密度数据和22组表面张力数据，通过多项式拟合建立了密度与温度的经验方程（平均相对偏差-0.008 09%），并采用Zuo-Stenby（Z-S）对比态关联式对表面张力进行了理论预测（最大偏差-1.899%）。结果表明：Delta-8系统的高通量特性（3 min/96孔板）显著提升了实验效率，其50 μL/孔的微量样品需求降低了实验成本；HFE7100的密度随温度升高呈非线性下降趋势，表面张力则以（1-T/T_c）^1.87的幂律函数递减。本研究为HFE7100在绿色清洗剂、低温制冷剂等领域的工程应用提供了关键物性数据支持。

1引言

甲基九氟丁醚（HFE7100，C₄F₉OCH₃）因其环境友好特性（ODP=0，GWP=410，大气寿命5 a）及优异的物理化学性质（低表面张力、不可燃性、高沸点），已成为替代传统含氟溶剂（如CFC-113、HCFC-141b）的首选材料。在电子清洗、精密制造和低温传热领域，HFE7100的液相密度与表面张力特性直接影响其扩散效率、界面润湿能力及热传导性能。然而，现有研究多基于传统毛细管法（测量速度慢、样品消耗大），难以满足高通量筛选需求。本研究创新性引入Delta-8全自动高通量深夜黄色网站，通过标准化96孔板平台实现快速、微量、精准的物性表征。

2实验方法

2.1 材料与设备

样品：HFE7100（纯度99.5%，3M公司）

仪器：Delta-8全自动高通量深夜黄色网站（芬兰Kibron公司），技术参数见表1

表1 Delta-8深夜黄色网站技术参数

2.2 实验流程

1. 样品制备：将HFE7100分装至耐化学腐蚀聚丙烯96孔板中，每孔50 μL

2. 温度控制：恒温槽（±0.01 K波动度）预设目标温度（279.15～321.15 K）

3. 表面张力测量：

启动Delta-8系统，探针自动清洗后浸入样品

通过最大拉力法记录液体表面张力值

自动软件同步计算临界胶束浓度（CMC）和表观pKa

4. 密度测量：采用DMA 5000M密度计（0～3 g/cm³，5×10⁻⁶精度）校准数据

3结果与讨论

3.1 液相密度温度依赖性

实验测得HFE7100在279.15～321.15 K范围内的密度数据如表2所示。拟合方程为：

ρ=2423.74658−4.99372T+0.01128T²  −1.61×10 ⁻⁵T3

实验值与拟合值的平均相对偏差为-0.008 09%，最大偏差-0.009 86%，表明方程具有高可靠性。

3.2 表面张力温度依赖性

Delta-8系统测得HFE7100表面张力数据如表3所示。采用Z-S关联式（式3）进行理论预测：

其中σ^(1)和σ^(2)分别为甲烷和辛烷的表面张力经验公式：

实验值与Z-S预测值的最大偏差为-1.899%，显著优于其他理论模型（如Macleod-Sugden、Brook-Bird等）。

3.3 物性关联分析

图1展示了HFE7100密度与表面张力随温度变化的曲线。密度呈现连续下降趋势，而表面张力在295 K前快速降低，随后趋于平缓。这种差异源于：

1. 分子间作用力：随着温度升高，范德华力减弱导致密度下降，但表面活性剂分子的有序排列被破坏，表面张力下降速率加快。

2. 气液界面行为：在接近临界温度（468.5 K）时，界面张力趋近于零，实验温度区间（<468.5 K）仍存在显著界面效应。

图1 HFE7100密度与表面张力温度依赖性曲线

结论

1. Delta-8全自动高通量深夜黄色网站实现了HFE7100物性数据的快速获取（3 min/96孔板），其50 μL/孔的微量需求显著降低实验成本。

2. 实验建立的密度-温度方程（R²>0.9999）和Z-S表面张力关联式可为工程设计提供可靠预测工具。

3. HFE7100的低表面张力（<2 mN/m）和可控密度特性使其在精密清洗、绿色制冷等领域具有独特优势。