最為方便和有效的膜孔徑分析方法是液液排出法和氣液排出法，將二者在一起，可以在無需高壓的情況下測量各種膜材料的孔徑分布。
基本介紹
- 中文名：膜孔徑分析儀
- 外文名：porometer
測量原理,功能配置,產品特色,
測量原理
膜分離已被廣泛用於化工、醫藥、環保、食品等工業。對於大多數微濾、超濾和納濾膜而言，膜的分離作用是通過膜孔徑的篩分來實現的，因此膜孔徑的測量對於膜材料十分重要。膜材料孔徑分析的方法很多如壓汞法、泡點法、液—液排除法、懸浮液過濾法、氣體滲透法、斷面直接觀測法等。
壓汞法是藉助外力，將汞壓入乾燥的多孔樣品中，測定滲入樣品中的汞體積隨壓力的變化關係，並據此計算樣品的孔徑分布。該法將不透氣的U形孔也折算進去，因此測定結果的參考價值不大。
懸浮液過濾法是以球形粒子懸浮液為介質，使用待測樣品對其進行錯流過濾，對比原懸浮液和透過液中粒子粒度分布的變化即可計算孔徑分布，透過液中最大粒子的直徑，即為該多孔材料的最大孔徑。當然，以固體粒子懸浮在氣體中形成的氣溶膠來取代懸浮液也可以。懸浮液過濾法所需分析設備與操作過程都很複雜，投資大、分析成本高。
泡點法又被稱為氣液排出法和毛細流動法，其原理是：當孔道被液體潤濕劑封堵時，由於潤濕劑表面張力的作用，此時如果用氣體把孔打開的話，則需要給氣體施加一定的壓力，而且孔越小則開孔所需壓力越大。通過對比多孔材料在乾燥與濕潤狀態下壓力與氣體流量之間的關係曲線，按照一定的數學模型計算就可獲得樣品的孔徑分布。需要強調的是，泡點法所測得的孔徑是指孔道的最窄處即“孔喉”的直徑。
液液排除法的原理與泡點法類似，也用於測量孔喉，只不過是採用與潤濕劑互不相溶的另一種液體代替氣體作為開孔劑。
功能配置
在上述各種方法中，氣液和液液排出法使用最為簡單，因而在業界得到了最廣泛的套用。氣液排出法的弊端在於不適宜測量小孔徑，而液液排出法則不宜測量較大的孔徑。對氣液排出法而言，由於氣液界面張力較大，只能通過加大氣體壓力來測量更小的孔徑，但是高壓易導致漏氣、樣品變形、壓力降等一系列問題，其適宜的測量範圍是80納米至300微米。對液液排出法而言，由於液液界面張力較小，在測量較大孔徑時只需極小的壓力，因而壓力的測量誤差較大，其最佳測量範圍是10納米至200微米。GaoQ - PSDA系列孔徑分析儀可將兩種功能結合起來，無需高壓即可測量2納米至300微米的孔徑，這對有機膜的測量十分關鍵。有機膜在高壓的作用下會導致孔道擠壓變形或封堵，從而使高壓下的測量結果完全失去了意義。許多有機膜是管式或中空纖維式的，其強度也根本乃受不了太高壓力。
產品特色
另外，膜材料的表面孔徑（亦即“孔口”）分布對膜材料與過濾性能也有重要意義，特別是在膜材料表面沉積功能塗層時，更需要測量表面孔口。而GaoQ PSDA系列孔徑分析儀還具有表面孔口的測量功能，能夠對各種膜材料的孔徑分布進行更全面的分析，是膜材料開發、篩選、生產所必不可少的分析儀器。
參考資料：
1. Y. Huang, J. Yu. Method of determining surface pore mouth diameter distribution of porous material. US Patent 8528384, 2009.
2. 黃彥，俞健. 一種測量多孔材料表面孔口直徑分布的方法. ZL200810244140.8, 2008.
