Mixtures of fluorinated and non-fluorinated ionic liquids (ILs) show a distinct structural organization in the bulk and at the surface. To understand how such microscopic effects influence the macroscopic bulk and surface properties of IL mixtures, knowledge of corresponding thermophysical properties including viscosity and surface tension is required yet lacking. With the intention of investigating surface enrichment effects of the fluorinated IL [PFBMIm][PF6] (3-methyl-1-(3,3,4,4,4-pentafluorobutyl)imidazolium hexafluorophosphate) in mixtures with the structurally similar, non-fluorinated IL [C4C1Im][PF6] (1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate) observed with angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy (ARXPS), the pendant drop method and surface light scattering (SLS) were applied in the present study to determine surface tension and dynamic viscosity between (293 and 368) K. By adding small amounts of [PFBMIm][PF6] up to 9 mol %, a distinct increase in the viscosity and decrease in the surface tension of the mixtures relative to the properties of pure [C4C1Im][PF6] was found. This behavior reflects the nanosegregated structure in the bulk and at the surface of the binary IL mixtures. Using the results about the pronounced surface enrichment of the fluorinated chain of [PFBMIm][PF6] quantified by ARXPS, a linear mixing rule for the surface tension of the IL mixtures based on the surface tensions of the pure ILs and the surface concentration of their most surface-active groups is suggested.

中文翻译：

---

用悬滴法和表面光散射测定氟化和非氟化离子液体 [PFBMIm][PF6] 和 [C4C1Im][PF6] 的二元混合物的表面张力和粘度

氟化和非氟化离子液体 (IL) 的混合物在本体和表面显示出独特的结构组织。要了解这种微观效应如何影响 IL 混合物的宏观体积和表面性质，需要了解相应的热物理性质，包括粘度和表面张力，但目前还缺乏。为了研究氟化 IL [PFBMIm][PF6]（3-甲基-1-（3,3,4,4,4-五氟丁基）咪唑鎓六氟磷酸酯）与结构相似的非-用角分辨 X 射线光电子能谱 (ARXPS) 观察到的氟化 IL [C4C1Im][PF6]（1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐），在本研究中应用悬滴法和表面光散射 (SLS) 来确定 (293 和 368) K 之间的表面张力和动态粘度。通过添加少量 [PFBMIm][PF6] 高达 9 mol%，发现相对于纯 [C4ClIm][PF6] 的性质，混合物的粘度明显增加，表面张力降低。这种行为反映了二元 IL 混合物的本体和表面的纳米隔离结构。使用通过 ARXPS 量化的 [PFBMIm][PF6] 氟化链的显着表面富集的结果，基于纯 IL 的表面张力及其表面浓度的 IL 混合物表面张力的线性混合规则建议使用大多数表面活性基团。通过添加高达 9 mol% 的少量 [PFBMIm][PF6]，发现与纯 [C4ClIm][PF6] 的性质相比，混合物的粘度明显增加，表面张力降低。这种行为反映了二元 IL 混合物的本体和表面的纳米隔离结构。使用通过 ARXPS 量化的 [PFBMIm][PF6] 氟化链的显着表面富集的结果，基于纯 IL 的表面张力及其表面浓度的 IL 混合物表面张力的线性混合规则建议使用大多数表面活性基团。通过添加高达 9 mol% 的少量 [PFBMIm][PF6]，发现与纯 [C4ClIm][PF6] 的性质相比，混合物的粘度明显增加，表面张力降低。这种行为反映了二元 IL 混合物的本体和表面的纳米隔离结构。使用通过 ARXPS 量化的 [PFBMIm][PF6] 氟化链的显着表面富集的结果，基于纯 IL 的表面张力及其表面浓度的 IL 混合物表面张力的线性混合规则建议使用大多数表面活性基团。这种行为反映了二元 IL 混合物的本体和表面的纳米隔离结构。使用通过 ARXPS 量化的 [PFBMIm][PF6] 氟化链的显着表面富集的结果，基于纯 IL 的表面张力及其表面浓度的 IL 混合物表面张力的线性混合规则建议使用大多数表面活性基团。这种行为反映了二元 IL 混合物的本体和表面的纳米隔离结构。使用通过 ARXPS 量化的 [PFBMIm][PF6] 氟化链的显着表面富集的结果，基于纯 IL 的表面张力及其表面浓度的 IL 混合物表面张力的线性混合规则建议使用大多数表面活性基团。