膜分離已被廣泛用于化工、醫藥、環保、食品等工業。對于大多數微濾、超濾和納濾膜而言,膜的分離作用是通過膜孔徑的篩分來實現的,因此膜孔徑的測量對于膜材料十分重要。膜材料孔徑分析的方法很多如壓汞法、泡點法、液—液排除法、懸浮液過濾法、氣體滲透法、斷面直接觀測法等。
壓汞法是借助外力,將汞壓入干燥的多孔樣品中,測定滲入樣品中的汞體積隨壓力的變化關系,并據此計算樣品的孔徑分布。該法將不透氣的U形孔也折算進去,因此測定結果的參考價值不大。
懸浮液過濾法是以球形粒子懸浮液為介質,使用待測樣品對其進行錯流過濾,對比原懸浮液和透過液中粒子粒度分布的變化即可計算孔徑分布,透過液中最大粒子的直徑,即為該多孔材料的最大孔徑。當然,以固體粒子懸浮在氣體中形成的氣溶膠來取代懸浮液也可以。懸浮液過濾法所需分析設備與操作過程都很復雜,投資大、分析成本高。
泡點法又被稱為氣液排出法和毛細流動法,其原理是:當孔道被液體潤濕劑封堵時,由于潤濕劑表面張力的作用,此時如果用氣體把孔打開的話,則需要給氣體施加一定的壓力,而且孔越小則開孔所需壓力越大。通過對比多孔材料在干燥與濕潤狀態下壓力與氣體流量之間的關系曲線,按照一定的數學模型計算就可獲得樣品的孔徑分布。需要強調的是,泡點法所測得的孔徑是指孔道的最窄處即“孔喉”的直徑。
液液排除法的原理與泡點法類似,也用于測量孔喉,只不過是采用與潤濕劑互不相溶的另一種液體代替氣體作為開孔劑。