HY T 039-1995 微孔滤膜孔性能测定方法.pdf

中华人民共和国海洋行业标准
HY/T039-1995
微孔滤膜孔性能测定方法
995-02-20发布
1996-01-01实施
国家海洋局发布
中华人民共和国海洋行业标准
HY/T039199
微孔滤膜孔性能测定方法
1主题内容与适用范
本标准适用于测定平均孔径0.1~20n的多孔膜的最大孔径(也可用泡点压力表示)、平均孔径、
孔径分布及孔隙率。
2术语
2.1孔性能 performence of membrane pores
膜的平均孔径,孔径分布和孔隙率的统称。
2.2微孔过滤 microfiltration
以压力为驱动力使用孔径范围为0.1~10m高分子多孔膜所进行的过程。
2.3泡点压力 bubble- point pressure
第一个气泡出现并连续出泡时的临界压力
2.4浸润剂 wet reagent
与测试的膜试样相互完全浸润的液体
2.5孔隙率 porosity
多孔膜中未被聚合物材料占据的那部分容积
3测试原理
3.1最大孔径的测定原理
最大孔径的测定是应用H? Bechhold的泡点压力法。其原理是气体要通过已充满液体的毛细管,
必须具备一定压力以克服毛细管内的液体和界面之间的表面张力。如果所用的液体与膜是完全浸润的
假设膜孔形为圆筒状,则孔半径按下式计算:
式中;rーー孔半径,m;
σ一液体的表面张力,N/m;
か一操作压力,Pe
3.2孔隙率(P)测定原理
3.2.1通过称量膜在干、湿状态下的重量求孔隙率,以P,_表示
(W1-W:)/ad
×100%
……………(2)
式中:P,-一干膜孔隙率
W1一湿膜重,g;
W2ー千膜重,g;
dHo--水的密度,g/ecm3y
国家海洋局1995-02-20批准
1996-01-01实施
HY/T039~1995
V一一膜的表观体积,cm2。
3.2.2根据膜的表观密度和膜材料的密度求孔隙率,计算公式如下
100%…w……………w…(3)
式中:P,一膜的孔隙率;
Pー一膜的表观密度,g/cm
膜材料的密度,g/cm
其中P用重量法测定,其式为
Pi=m/V
式中:m;一有孔干膜重,g;
Vー一膜体积
q可由手册查出或通过实验测定,公式为:
式中:m一无孔干膜重,g;
V一一膜体积。
P。通过实验测定。将膜的材料溶解于纯溶剂中,浇铸成膜(使P.=0%),即可看作“无孔膜”。算作为
材料密度。
3.3平均孔径测定
微孔滤膜的平均孔径是通过在给定的时间和恒定的压力下测定渗透过膜的流体体积来计算,根据
Hagen- poiseuille公式,孔半径为
87L
…………………(4)
式中:rー膜孔半径,μ
Lー一膜厚度,m;
A-一膜有效面积,cm2;
流出物通量,mL/s
7ー一流体的粘度,Pas
操作压力,Pa;
3.4孔径分布测定,孔径分布采用泡点压力法-液体渗透法相结合进行测定( bubble- point pressure
and solvent permeability method)。其原理是:一定压力只能打开一定大小的孔,即,在最小压力下,膜上
最大的孔开始渗透而较小的孔是不可渗透的,此时最先通过膜的液体体积应是那些最大孔的,随着压力
增加,较小的孔开始渗透并且渗透过膜的流体是大孔和小孔通量的叠加,最后当膜上所有的孔全部打开
后,再升高压力,则使渗透量成比例增加,此时压力与渗透量的关系曲线则由S型变为直线”。
4测定装置(CTL-D膜孔径测定仪)
5用本方法及该仪器测定的高分子多孔膜孔分布图(见图1~图4)
1)注:该方法原理见R.E. Kesting, Synthetic Polymeric Membrane。
HY/T039-1995
40
1,0
0.40.60.81.01,2、4
孔半径,um
50,6
孔半径,pm
P(×10kg/cm
图2海洋二所膜的孔径分布
图1海洋二所膜的孔径分布
0.65pm的CN-CA微孔膜
0.45m的CN-CA微孔膜
30 F Millipore(o. 45um)
5上
20
沿尔名
40
实验
20
0.10.20.30.40.50.6
0.020.040.060,08.100。12
孔半径,pm
孔半径,m
2.0
P(X10 kg/cm
图4从SEM照片计算及实验测定所得
图3 Millipore公司CN-CA微孔膜
PSA4膜孔径分布曲线
(0.45m)的孔径分布
6试样
6.1形状和尺す:试样为圆形、直径分别为42mm和16mm两种。
6.2试样制备和取样
6.2.1试样材质若为亲水性材料的膜,可选择水为浸润剂,以膜面与水面平行的角度浸入水中
6.2.2试样若为琉水材质时,可用乙醇等表面张力小的有机试剂作浸润剂
7试验糸件
7.1上述试样浸入浸润剂中,时间不应少于5min
7.2试验测定所用的流体(指穿过膜的流体)应为精制水(蒸馏水或通过超滤后的水)和纯氮气。