Imaging of Droplet Profiles During Drainage of a Film Between a Droplet and an Interface

Imagerie de profils de gouttes lors du drainage d'un film entre une goutte et une interface

University of Melbourne

Corresponding author: mlgee@unimelb. edu. au

Abstract

We have applied imaging ellipsometry/reflectometry to the study of coalescence phenomena. Specifically, we have shown that film drainage between a deformable oil droplet and a solid surface can be monitored using imaging ellipsometry/reflectometry which yields the real time profile of a droplet as film drainage occurs, on approach of the droplet to an interface. The technique has the advantages that it is sensitive to the measurement of both thick and thin films and yields a film profile without the need to scan across the surface. We have profiled the shape of an oil droplet in a continuous aqueous phase as the droplet approached a silica surface. During film drainage the droplet was observed to dimple, evolving to a flattened profile. The addition of small concentrations of surfactant destabilised the film. Film drainage was non-uniform until the point of film rupture. At very low surfactant concentrations droplet attachment and incomplete rupture were observed.

Résumé

Nous avons utilisé un ellipsomètre/réflectomètre en mode imager pour étudier le phénomène de coalescence. Nous avons montré, de manière spécifique, que le film de drainage entre une goutte d'huile déformable et une surface solide peut être étudié par cette technique. Nous en tirons le profil en temps réel de la goutte lors du drainage, lorsque cette goutte s'approche d'une interface. Cette méthode offre l'avantage d'être sensible aux films aussi bien épais que fins. Elle fournit aussi directement un profil du film. Nous avons déterminé la forme d'une goutte d'huile dans un réservoir d'eau lorsque cette goutte approche une surface de silicium. Lors du drainage de cette huile, la goutte se transforme progressivement en film et devient plus plate. L'addition de petites quantités de surfactant déstabilise le film formé, le drainage devient alors non-uniforme jusqu'au point de rupture. Pour une très petite concentration de surfactant, nous avons observé un attachement de la goutte sur la surface, ainsi qu'une rupture incomplète.