膜孔隙率的常用测试方法简介

在膜材料和中空纤维膜等膜材料的应用和研究中，孔隙率是常用的重要指标。孔隙率通常定义为占膜表观体积的多孔膜中孔体积的百分比，即：ε= V孔/ V膜外观。
孔是流体的输送通道，此处的“孔”应准确地称为“通孔”。通常，研究人员希望使用该参数来评估膜的过滤性能，渗透性和分离能力。然而，由于测试方法的定义和局限性，经常看到和常用的参数“孔隙度”中的“孔隙度”不指“通孔”。因此，该定义的膜的孔隙率与膜的过滤性能，渗透性和分离能力没有正相关关系。换句话说，如果孔隙率大，则过滤性能未必良好；反之，则优选。渗透率是零，孔隙率不一定是零。
对于基于气泡压力法的膜孔径分析仪，如果膜上的孔不是理想的圆柱孔，则不能用于分析孔隙度，因为通过仪器原理测量的孔径分布是通孔毛孔。喉咙尺寸信息。细孔面积由通孔的细孔尺寸算出，根据ε＝ V细孔/ V膜外观＝ S细孔/ S膜外观计算出的孔隙率。实际上，该值将比通过当前常用方法获得的孔小得多。速度。仅当膜的孔是理想的圆柱孔时，即当孔喉的大小和孔的开口相同且没有其他凹凸面和间隙结构时，才由孔喉的大小获得孔隙率。所述通孔与通过当前常用方法获得的孔隙率相同。关闭（实际上这种情况几乎不存在）。

以下是几种常用的测试方法：
方法1：称量方法（湿法，浸没法）
原理：根据将膜浸入合适的液体之前和之后（重量变化用于确定膜的孔体积V孔；例如水等。可以通过膜原料的密度和膜干重来获得膜的骨架体积V。则膜的孔隙率：
ε= V孔/ V膜外观= V孔/（V孔+ V膜骨架）
方法2：密度法（干法，体积法）
原理：参见下面的公式推导，因此只有膜材料的密度ρ膜材料和膜的表观密度ρ是膜的表面，并且可以计算出孔隙率ε。从表观体积和质量可以得到表观密度ρ膜的表观。
ε= V孔/ V膜外观=（V膜外观-V膜骨架）/ V膜外观=（ρ膜外观-ρ膜材料）/ρ膜外观
方法3：气体吸附法
>原理：基于低温氮吸附获得孔体积，从而获得孔隙率。该方法只能获得尺寸小于200nm的孔结构的孔体积，不能表征大于200nm的孔的信息，不适用于大量的滤膜。
方法4：汞侵入法
原理：根据汞侵入法的原理，使用汞将汞压入膜的各种结构的“孔”中，从而获得膜的孔体积根据注入的汞的压力和体积以及大小数据；该方法的缺点是将汞压入微孔所需的压力相对较大。该方法更适合于刚性材料的分析。对于大多数膜材料，弹性材料而言，变形或“塌陷”会导致较大的误差。
上述四种常用的孔隙率测试方法，获得的孔隙率数据中的“孔”不是“通孔”，更不用说“通孔喉孔”了；如果不是“通孔”，那么这种“孔隙率”就无法达到评估研究人员希望的评估过滤性能，渗透性和分离能力的目的。例如：薄膜的通孔为零，由“凹凸，闭孔，盲孔”等表面形成的孔隙率为40％； B膜的孔隙率为20％，并具有通孔；然后，我们就不能依靠孔了。速率数据比较了两种膜的过滤性能。这一点在研究和应用中应予以重视。
3H-2000PB气泡压力法膜孔径分析仪