HY T 039-1995 微孔滤膜孔性能测定方法

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1、HT中华人民共和国海洋行业标准HY/T039一1995微孔滤膜孔性能测定方法1995一02一20发布1996一01一01实施国家海洋局发布中华人民共和国海洋行业标准HY/T039一1995微孔滤膜孔性能测定方法主题内容与适用范围本标准适用于测定平均孔径0.1^20pm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。术语孔性能performenceofmembranepores膜的平均孔径，孔径分布和孔隙率的统称。微孔过滤miorofiltration以压力为驱动力使用孔径范围为。.1^-10pm高分子

2、多孔膜所进行的过程。泡点压力bubble-pointpressure第一个气泡出现并连续出泡时的临界压力。浸润剂wetreagent与测试的膜试样相互完全浸润的液体。孔隙率porosity多孔膜中未被聚合物材料占据的那部分容积。测试原理3.，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:加r一一p(1)式中:r—孔半径,JIM;。—

3、液体的表面张力，N/m;P—操作压力，Pa.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。(W,一u'z)/da,oX100(2)V式中:尸!二一干膜孔隙率;W,湿膜重，9;Wz—干膜重，9;d=,o一水的密度，g/cm';国家海洋局1995一02一20批准1996一01一01实施1HY/T039一1995V—膜的表观体积，Cm%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:P,一(卜_PP1卜‘“。%(3)式中:P,-膜的孔隙率;P;-膜的表观密度，g/Cm';

4、Pa—膜材料的密度，g/Cm',其中A用重量法测定，其式为A=m;/V式中:m;—有孔千膜重+g.V—膜体积。P，可由手册查出或通过实验测定，公式为:Pa=m,/V式中:，p—无孔干膜重，9;V—膜体积。PP通过实验测定。将膜的材料溶解于纯溶剂中，浇铸成膜(使尸=。%)，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/81LQ(4)'VA.AP.Prt式中:二—膜孔半径,jam;L—膜厚

5、度，jam;A—膜有效面积，Cm2;Q—流出物通量，mL/s;I—流体的粘度，Pa·s;P—操作压力，Pa;3.4孔径分布测定，孔径分布采用泡点压力法一液体渗透法相结合进行测定(bubble-pointpressureandsolventpermeabilitymethod)。其原理是:一定压力只能打开一定大小的孔，即，在最小压力T，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

6、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，，.A9定装置(CTL-D膜孔径测定仪)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.Keating,SyntheticPolymericMembrane.HY/T039一19954.0启户U3.0‘心.户﹄古U心A月2.0盆心nU月1.00.40.60.81.01.21.4孔半径.”mO0.40.50.6孔半径,NmP(X10'kg/m')图2海洋二所膜的孔径分布0.65pm的CN-CA微孔膜图1海洋二所

7、膜的孔径分布0.45pm的CN-CA微孔膜Mflfipomm.45户m)0，01八次口曰.，O得产众‘户通冲.三曰名甲翻J。﹃J内︺峪l.0x钧.勺)翻6Q岸﹄tO‘0.10.20.30.40.50.60.020.040.060.080.100.12一孔半诬.Nm一孔半径.”m3.02.0P(X104kg/cm')图4从SEM照片计算及实验测定所得图3Millipore公司CN-CA微孔膜PSA4膜孔径分布曲线(0.45pm)的孔径分布试样6.1形状和尺寸:试样为圆形、直径分别为42mm和16mm两种。6.2试样制备和取样

8、6.2.1试祥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试样若为疏水材质时，可用乙醇等表面张力小的有机试剂作浸润剂。7试验条件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