如何使用 POROLUX™ BP 测定泡点

2024-12-24

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为什么要进行泡点测试？

最大孔径，通常称为泡点 (BP)，是多孔材料最关键的性能之一。它决定过滤介质的阻隔性能并影响渗透物质穿过介质的通量。

泡点测试用于确认孔径等级，这是过滤器的关键选择标准。这在水过滤应用以及制药和医疗行业中尤其重要，因为它表明可以有效保留的颗粒尺寸程度。

图1. 膜过滤工艺

什么是泡点测试？

泡点测试是一种旨在确定克服浸润液与完全润湿的过滤介质中的孔之间的表面张力所需的最低压力的测试。该压力称为泡点，并使用杨-拉普拉斯方程转换为孔径：

其中 (P) 是将液体从孔中排出所需的压力，(γ) 液体的表面张力，(θ) 接触角，(D) 孔径。当样品完全润湿时，我们可以假设接触角为 0。压力和直径之间存在反比关系 - 高泡点压力对应于小孔径。

目视泡点测试：

ASTM F-316-03 标准定义了检测到个连续气泡时的压力下的泡点。目视起泡点测试如下进行：首先，将多孔样品浸入装有浸润液的容器（储液器）中。然后，将其放入样品架中，样品顶部有过量的测试液体（见图 2）。

图2. 视觉泡点测试仪的方案

假设所选液体完全且自发地浸润液测试材料的孔隙。随后，气压缓慢增加（最好以受控的、限定的速率），直到在膜过滤器下游的储液器中看到“稳定的气泡流”。个气泡“稳定流”出现时的压力称为泡点压力。ASTM F-316-03中描述的“泡点”方法基于目视测定，因此受到操作者的主观性和准确性的影响。

全自动泡点测试仪

泡点测试仪和通孔孔径分析仪使用非常灵敏的数字压力和流量传感器以及专用流量计来执行泡点测试的自动化仪器。在测量过程中，仪器建立并控制气压，同时记录通过样品的气流。事实证明，这是一种更为准确的测量方法。

POROLUX™ BP

图3. 泡点测试仪POROLUX™ BP

POROLUX™ BP 是一款泡点测试仪，旨在以全自动方式确定过滤和分离介质中的最大孔径。将浸润的样品放入样品夹具或将润湿的过滤器连接到仪器并选择一些参数后，即可开始测量。

该仪器能够在压力高达 5 bar (75 PSI) 的情况下检测小至 0.13 μm 的孔隙。

POROLUX™ BP 提供快速、准确的结果：

• BP dP，这是测量为与用户定义的压力增加线性度的偏差的泡点

• BP x-ml，这是在用户定义的流速下测量的泡点

BP x-ml, 以用户定义的流速测量的泡点

在该方法中，通过使用达到特定最小流量所需的压力来测量BP。由于 ASTM F-316-03 规范没有给出通过样品所需的最小流量的定义，因此用户可以选择特定的流量进行 BP 计算。用户可以选择 5 - 150 ml/min 范围内的流速或“可测量流量”。人们应该知道，根据所选择的标准，获得的 BP 可能会有所不同。选择较高的流量会导致测量的 BP 值较低（表 1）

样品：亲水性聚碳酸酯径迹蚀刻膜，IT4IP（比利时）制造