目的
人們對奈米級孔徑測量方法的需求日益增長。液液置換法之薄膜孔徑儀 (LLP) 是一種分析超濾膜通孔的有效技術。本研究探討了不同液體組合(Liquid combination)對 LLP 的適用性，尤其是在分析疏水膜樣品。

液液孔徑測量原理

用潤濕液浸潤多孔膜，並使用第二種液體（置換液）將潤濕液從孔中置換出來，其分析特點如下：

• 僅測量通孔。
• 測量孔隙最狹窄 (孔喉-Pore throat)部分的直徑。
• 將潤濕液排出孔隙所需的壓力 (P) 取決於孔徑 (D)：P = 4γcos θ /D

液-液置換法孔徑分析儀的優勢

兩種液體之間的界面張力比氣液界面處的表面張力低得多！

✔ 本分析方法所需壓力較低：

     • 更適合高壓下易破片樣品
     • 非常適合中空纖維孔徑分析 (inside-out分析方法)

✔ 擴大可測量小孔徑範圍：0.5 µm – 2 nm

各種材質樣品及其分析方法

使用不同的液體組合，採用 POROLIQ 對選定的膜進行分析。測試了異丁醇/Porefil 對作為疏水材料的替代品。此外，也透過氣液置換法儀器（POROLUX Cito 和 POROLUX Revo）和 SEM 對樣品進行了分析，以驗證 LLP 的結果。

設備及技術

Liquid Liquid Porometry (液液法孔徑分析儀)

• 產品型號：POROLIQ
• 分析方法：程序升壓法
• 壓力範圍：0-40 bars
• 流速：0.16 - 10,000 μl/min
• 液體組合： - 異丁醇/水（界面張力 γ= 約 2 dyne/cm） - 異丁醇/ Porefil（界面張力 γ= 約 7.5 dyne/cm）

Gas Liquid Porometry (氣液法孔徑分析儀)

• 產品型號/分析方法：POROLUX 500 / 壓力掃描法
• 產品型號/分析方法：POROLUX 1000 / 程序升壓法
• 壓力：0-35 bar
• 流量：0-200 l/min
• 潤濕液：Porefil（氟化烴，表面張力，γ= 16 dyn/cm）

標準品：聚碳酸脂蝕刻微孔膜（50nm）
 

結果表明，各項技術之間以及與製造商所述的孔徑之間具有良好的一致性。

PTFE 膜：因其表面疏水，故採用不同的液體組合 (Liquid pair)

異丁醇/Porefil 液體組合特性

✔ 可用來分析疏水膜
✔ 最低分析極限 8.5 nm
✔ 易於操作

結論

LLP 已被證明是測量膜微孔和奈米孔的強大工具，其結果與其他分析技術（例如 GLP）獲得的孔徑一致。 LLP 可以測量超出 GLP 下限的孔徑，並且通常在較低壓力下進行。一種不含水的新型液體組合已被探索，為疏水膜的分析開闢了新的可能性。