泡壓法濾膜孔徑分析儀,亦稱過濾材料孔徑分析儀,孔徑測(cè)試儀,泡點(diǎn)孔徑分析儀。其原理是利用氣液驅(qū)排法測(cè)量過濾材料(包括電池隔膜、濾布、濾芯、濾膜、無紡布等)的、泡點(diǎn)孔徑(最大孔徑)、最小孔徑、平均孔徑(平均流量孔徑)、孔徑分布、滲透率、氣體通量等參數(shù)。

基本原理

氣液排出法,又被稱為泡點(diǎn)法(bubble point)、泡壓法、毛細(xì)流動(dòng)法(capillary flow)。其操作方法是:先將多孔材料樣品置于潤濕劑中,則潤濕劑會(huì)在毛細(xì)力的作用下進(jìn)入樣品孔道。為保證浸潤效果,一般需要使用真空浸潤儀在負(fù)壓條件下浸潤樣品,使樣品孔道中的空氣體積膨脹從而易于鼓泡排出。潤濕劑的選擇很重要。首先,它要對(duì)樣品有足夠高的潤濕性,即樣品材料與潤濕劑的接觸角要盡量接近于零;其次,它的粘度要足夠小,具有極好的流動(dòng)性;再次,它不能具有太高的揮發(fā)性,否則在測(cè)量過程中樣品會(huì)被吹干。當(dāng)然,潤濕劑還應(yīng)該無毒且不與樣品發(fā)生相互作用。另外,潤濕劑的表面張力要合適,對(duì)大孔樣品盡量選擇表面張力較大的潤濕劑,反之亦然。浸潤后的樣品放入專用的PSDA測(cè)試組件,樣品密封后通入壓縮氣體(一般是氮?dú)饣驂嚎s空氣)。由于樣品孔道被液體封堵,需要一定的壓力才能開孔,而且孔徑越小則對(duì)應(yīng)的開孔壓力越大。隨著氣體壓力的增加,最先被打開的孔則是樣品的最大孔,最后被打開的是最小孔,因此孔徑與開孔壓力是一一對(duì)應(yīng)的。通過檢測(cè)樣品在干燥和潤濕狀態(tài)下的氣體壓力——流量關(guān)系曲線,就可以計(jì)算樣品的孔徑分布。

液液排出法,又被稱為液液置換法,英文為liquid-liquid displacement,其原理與氣液排出法相似,只不過將開孔介質(zhì)由氣體換成液體。其操作方法是:選擇兩種不互溶的液體分別作為潤濕劑和開孔劑,將二者混合并放置一段時(shí)間使其相互飽和。選擇對(duì)樣品浸潤效果更好的液體作為潤濕劑,采用真空浸潤儀使樣品得到充分浸潤,將樣品取出并密封后即可進(jìn)行測(cè)量。

功能配置

基于氣液排出法的PSDA孔徑分析儀更適宜測(cè)量80納米至300微米孔;基于液液排出法的PSDA孔徑分析儀更適宜測(cè)量5納米至200微米孔。一個(gè)值得關(guān)注的問題是樣品的測(cè)量壓力。無論哪種測(cè)量方法,提高樣品的測(cè)量壓力都可以探測(cè)更小的孔徑。但是,壓力過高則會(huì)帶來一系列問題。首先,有些中空纖維和管式的有機(jī)膜樣品根本承受不了太高壓力,一般不超過5公斤;其次,高壓測(cè)量也可能給樣品的密封帶來難題,因?yàn)闃悠吠M(jìn)行大力擠壓才能密封良好;再次,絕大部分有機(jī)膜樣品在高壓下都可能發(fā)生孔道變形甚至封閉,從而使測(cè)量結(jié)果失去意義。因此小孔徑樣品最好采用液液排出法,而大孔徑樣品只能采用氣液排出法。

產(chǎn)品特色

鑒于上述問題,新的PSDA儀器將兩種方法相結(jié)合,從而能夠在無需高壓的情況下,方便地測(cè)量寬范圍孔徑,擴(kuò)展了儀器的使用范圍。另外,常規(guī)儀器所測(cè)出的“孔徑”都是指孔道內(nèi)最細(xì)處(或“孔喉”)的尺寸,而PSDA系列儀器還集成了專門測(cè)量表面孔直徑的專利技術(shù),亦即能夠測(cè)量樣品的表面孔徑分布。這樣,通過對(duì)比孔喉與孔口的孔徑分布就可以探測(cè)過濾材料的孔道結(jié)構(gòu)信息,有助于研究過濾材料的過濾性能。許多高級(jí)過濾膜的制備過程中都需要進(jìn)行多次涂層,材料的表面孔徑直接影響著涂層效果,因此孔口的測(cè)量對(duì)控制和改進(jìn)涂層質(zhì)量十分重要。