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為什么要進(jìn)行泡點(diǎn)測試？

最大孔徑，通常稱為泡點(diǎn) (BP)，是多孔材料最關(guān)鍵的性能之一。它決定過濾介質(zhì)的阻隔性能并影響滲透物質(zhì)穿過介質(zhì)的通量。

泡點(diǎn)測試用于確認(rèn)孔徑等級，這是過濾器的關(guān)鍵選擇標(biāo)準(zhǔn)。這在水過濾應(yīng)用以及制藥和醫(yī)療行業(yè)中尤其重要，因為它表明可以有效保留的顆粒尺寸程度。

什么是泡點(diǎn)測試？

泡點(diǎn)測試是一種旨在確定克服浸潤液與完全潤濕的過濾介質(zhì)中的孔之間的表面張力所需的最低壓力的測試。該壓力稱為泡點(diǎn)，并使用楊-拉普拉斯方程轉(zhuǎn)換為孔徑：

其中 (P) 是將液體從孔中排出所需的壓力，(γ) 液體的表面張力，(θ) 接觸角，(D) 孔徑。當(dāng)樣品完全潤濕時，我們可以假設(shè)接觸角為 0。壓力和直徑之間存在反比關(guān)系 - 高泡點(diǎn)壓力對應(yīng)于小孔徑。

目視泡點(diǎn)測試

ASTM F-316-03 標(biāo)準(zhǔn)定義了檢測到個連續(xù)氣泡時的壓力下的泡點(diǎn)。目視起泡點(diǎn)測試如下進(jìn)行：首先，將多孔樣品浸入裝有浸潤液的容器（儲液器）中。然后，將其放入樣品架中，樣品頂部有過量的測試液體（見圖 2）。

圖2. 視覺泡點(diǎn)測試儀的方案

假設(shè)所選液體完全且自發(fā)地浸潤測試材料的孔隙。隨后，氣壓緩慢增加（最好以受控的、限定的速率），直到在膜過濾器下游的儲液器中看到“穩(wěn)定的氣泡流”。個氣泡“穩(wěn)定流”出現(xiàn)時的壓力稱為泡點(diǎn)壓力。ASTM F-316-03中描述的“泡點(diǎn)”方法基于目視測定，因此受到操作者的主觀性和準(zhǔn)確性的影響。

全自動泡點(diǎn)測試儀

泡點(diǎn)測試儀和通孔孔徑分析儀是使用非常靈敏的數(shù)字壓力和流量傳感器以及專用流量計來執(zhí)行泡點(diǎn)測試的自動化儀器。在測量過程中，儀器建立并控制氣壓，同時記錄通過樣品的氣流。事實(shí)證明，這是一種更為準(zhǔn)確的測量方法。

POROLUX? BP是一款泡點(diǎn)測試儀，旨在以全自動方式確定過濾和分離介質(zhì)中的最大孔徑。將浸潤的樣品放入樣品夾具或?qū)櫇竦倪^濾器連接到儀器并選擇一些參數(shù)后，即可開始測量。

該儀器能夠在壓力高達(dá) 5 bar (75 PSI) 的情況下檢測小至 0.13 μm 的孔隙。

POROLUX? BP 提供快速、準(zhǔn)確的結(jié)果：

? BP_dPL，這是測量為與用戶定義的壓力增加線性度的偏差的泡點(diǎn)

? BP_x-ml，這是在用戶定義的流速下測量的泡點(diǎn)

圖3. 泡點(diǎn)測試儀POROLUX? BP

BP_x-ml, 以用戶定義的流速測量的泡點(diǎn)

圖4. 25 mm 樣品夾具的橫截面

在該方法中，通過使用達(dá)到特定最小流量所需的壓力來測量BP。由于 ASTM F-316-03 規(guī)范沒有給出通過樣品所需的最小流量的定義，因此用戶可以選擇特定的流量進(jìn)行 BP 計算。用戶可以選擇 5 - 150 ml/min 范圍內(nèi)的流速或“可測量流量”。人們應(yīng)該知道，根據(jù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)，獲得的 BP 可能會有所不同。選擇較高的流量會導(dǎo)致測量的 BP 值較低（表 1）

表1. 不同流速下泡點(diǎn)的測量結(jié)果。

樣品：親水性聚碳酸酯徑跡蝕刻膜，IT4IP（比利時）制造

圖5. 在不同流速下測量的泡點(diǎn) 

BP_dPL，泡點(diǎn)，測量為與用戶定義的壓力增加的線性度的偏差

在此方法中，儀器通過向樣品室施加恒定流量來“感測”最大的孔徑。在最大孔徑打開之前，壓力線性增加。在氣流通過最大孔隙穿過樣品的那一刻，壓力增量下降（見圖 6）。用戶可以定義標(biāo)準(zhǔn)來選擇泡點(diǎn)檢測的靈敏度。在測量之前，用戶需要設(shè)置以下標(biāo)準(zhǔn)：壓力 (bar)

? 對樣品施加恒定的氣體流速 (5 - 150 ml/min) ●壓力增加的斜率偏差 (10 - 95%)

圖6. 線性壓力增量和壓力隨時間變化的一階導(dǎo)數(shù)

表2. 徑跡蝕刻膜的 BP_dPL 尺寸結(jié)果 樣品：親水性聚碳酸酯徑跡蝕刻膜，由 IT4IP (比利時)制造

表 2 列出了徑跡蝕刻膜的 BP_dPL 結(jié)果。使用以下標(biāo)準(zhǔn)：流向樣品的氣流為 30 ml/min，壓力增加速度要求偏差為 30%。

很明顯，BP_dPL 方法可生成高度可重復(fù)的測量結(jié)果，并且相應(yīng)的散射也較低。BP_dPL 通常非常準(zhǔn)確。然而，在高壓下，湍流和/或輕微泄漏可能會錯誤地產(chǎn)生 BP_dPL。在這種情況下，我們建議使用 BP_x-ml。

使用 POROLUX? BP 自動泡點(diǎn)檢測的優(yōu)點(diǎn)

完全自動化：該儀器通過使用數(shù)字壓力和流量傳感器以自動方式確定泡點(diǎn)。這樣，就消除了人為錯誤或操作員主觀意見的可能性。這有助于在一致性和可靠性方面標(biāo)準(zhǔn)化過濾介質(zhì)測試。

快速、準(zhǔn)確的結(jié)果：POROLUX? BP 可在 0 bar (0 psi) 至 5 bar (75 psi) 的壓力范圍內(nèi)提供快速、準(zhǔn)確的泡點(diǎn)結(jié)果，并可檢測從約 300 μm 至 0.13 μm 的孔隙。

高度可重復(fù)的測量：由于其簡化的操作，POROLUX? BP 為 BP_dPL 和 BP_x-ml 提供了高度可重復(fù)的結(jié)果。這使得 POROLUX? BP 成為許多生產(chǎn)過濾和分離介質(zhì)的公司進(jìn)行質(zhì)量控制和/或研發(fā)的明確選擇。