孔徑分析儀中的程序升壓法是如何運作的？
在程序升壓法中，壓力逐漸增加，孔徑分析儀保持壓力穩定，直到所有相同直徑的孔隙都打開，流動穩定為止。只有此時，孔徑分析儀才會接收一個資料點。這種方法考慮了樣品的曲折度。因此，程序升壓法通常被認為是測量貫穿孔孔徑分佈最精確的方法。

經典程序升壓法的挑戰
對於孔隙率極高的濾膜或高選擇性膜，採用程序升壓法測量孔徑可能頗具挑戰性。在測量此類孔隙率較高的濾膜時，平穩的壓力上升以及防止壓力下降都可能面臨挑戰。壓力下降發生在儀器準備進入下一個壓力穩定步驟時，此時大部分孔隙同時打開。如圖 1 所示，在這種情況下，平穩的壓力上升可能難以實現，甚至無法實現。

圖 1 - 高選擇性膜測試過程中壓力階躍的圖形視覺化，壓力下降是由孔隙快速打開引起的

然而，借助我們專利的 MP² 技術，這些挑戰可以輕鬆克服。

甚麼是MP²技術
MP² 代表多層壓力處理技術。這項創新技術確保測量過程中壓力平穩上升，並加快達到流量和壓力穩定狀態的速度。

圖 2 - 採用 MP² 技術實現精確控制的壓力階躍

如圖 2 所示，MP² 技術確保壓力上升速度在達到設定壓力點前逐漸減緩。這樣，就能在正確的時間、正確的壓力下採集數據點。這種先進的壓力建立過程使得以更小、更均勻的壓力步長進行測量成為可能。此外，壓力上升間隔可以以 1 mbar 為增壓間隔進行控制，從而提供超高解析度的孔徑測量結果。

POROLUX^TM Revo介紹
POROLUX™ Revo 是我們基於程序升壓法的氣液孔徑分析儀。該儀器配備了我們專利的 MP² 技術，能夠以最高解析度提供最精確、可重複性最高的孔徑測量結果。此儀器可測量約 13 nm 至 500 μm 範圍內的孔徑，標準壓力範圍為 0 – 34.5 bar (500 psi)，流​速最高可達 200 l/min。

POROLUX Revo可測量最大孔徑（泡點）、平均流動孔徑、最小孔徑 、孔徑分佈和氣體滲透率。得益於改良的數學模型，還可以獲得以下附加結果：

• 總孔數目 (-)
• 總孔面積 (% 及 μm²)
• 表面開孔孔隙率 (%)
• 計算式滲透率 (Darcy)

MP² 技術優勢
1.最準確且可重複的孔徑測量結果
由於 MP² 技術能夠實現完全均勻的程序升壓，儀器可以精確記錄使用者指定壓力點的壓力和流量。這帶來了更準確、更可重複的結果，如表 1 所示。

表 1 - POROLUX™ Revo 上的蝕刻微孔膜測量結果，重複 10 次

表 1 - POROLUX™ Revo 上的蝕刻微孔膜測量結果，重複 10 次

2. 高解析度
由於對壓力增加間隔的控制更加精準（每步低至 1 mBar），因此可以實現更高的解析度。

圖 3 - 封閉系統中的壓力積聚

3. 更平滑的濕曲線和更精細的孔徑分佈曲線
MP² 技術的另一個優點在於其更平緩地接近目標壓力點，即使在孔隙開口區域也能擷取到資料點。這項優勢體現在濕曲線上，流量和壓力的上升更加平滑。此外，孔隙開口區域更多的數據點確保了更精細的孔徑分佈曲線。

圖4. a)     濕、乾和半乾曲線 b)   使用 POROLUX Revo 測量的聚合物平板膜的孔徑（擬合）分佈

4. 幾分鐘內分析具有挑戰性的樣品
在不織造布或紡織品中，孔隙的開啟發生在低壓高流速區域。對於大多數程序升壓法的孔徑分析儀而言，很難在該區域內保持壓力上升過程的穩定。高選擇性介質（例如蝕刻微孔膜）的測量也極具挑戰性，因為這些膜中的大多數孔隙同時開啟，導致顯著的壓力下降。得益於MP²技術，測量複雜樣品時所產生的壓力降得以消除。壓降的消除顯著縮短了此類過濾介質的運作時間。

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圖 5 - 聚醯胺不織布和聚碳酸酯蝕刻微孔膜的 SEM 圖

5. 應用範圍廣泛
MP² 技術能夠精確測試各種過濾和分離介質。圖 6 展示了在 POROLUX™ Revo 上測試的聚合物薄膜、多孔金屬和不織布等材料。

圖 6 - 使用 POROLUX™ Revo 測量的不同過濾介質的孔徑分佈

結論
我們取得專利的MP²技術將程序升壓法提升到了一個全新的水平。這項創新技術確保了程序升壓的均勻性，並能更好地控制壓力上升間隔。此外，此方法還能確保壓力點的上升過程更加平緩，並將壓力降降至最低。因此，該方法能夠產生更準確、更具可重複性的孔徑測量結果，並獲得更平滑的濕曲線和更詳細的孔徑分佈曲線。最後，MP²技術能夠在合理的時間內測量多種過濾介質樣品。

資料來源：POROMETER
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