一种中空纤维膜性能测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术提供了一种中空纤维膜性能测试系统及其测试方法。本发明专利技术提供的测试系统，包括：供气控压设备、置换液容器、测试组件、流量监测设备和终端设备；所述测试组件为中空壳体，壳体的一端为开口端，另一端封闭，所述开口端与所述置换液容器的置换液出口可拆卸式连接；所述测试组件侧壁在沿所述开口端到与之相对的封闭端的方向上设置有若干个注胶孔，且所述开口端与距离最近的注胶孔之间、封闭端与距离最近的注胶孔之间以及相邻两个注胶孔之间的侧壁底部均设置有至少一个排液孔。本发明专利技术提供的测试系统能够对中空纤维膜不同位置的孔分布情况及破裂压力性能进行同时测试，测试效率高，操作简单，数据精度高。数据精度高。数据精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种中空纤维膜性能测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术属于纤维膜性能测试
，涉及一种中空纤维膜性能测试系统及其测试方法。

技术介绍

[0002]膜分离技术是以高分子材料学为基础，采用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、浓缩、提纯及净化的技术，目前已广泛应用于医药、化工、食品、环境、水处理等多个领域。中空纤维膜使用性能主要包括分离性能与安全性能，其中分离性能与膜的孔径及孔数量密切相关，可用孔分布来表征；破裂压力是表征膜安全性能的重要参数，较高的破裂压力不仅有利于保证膜使用过程中的安全性，也有利于延长膜的使用寿命。因此确认不同位置中空纤维膜的分离性能(孔分布)是否稳定、确认中空纤维膜安全性能(破裂压力)的薄弱位置，对膜的研发及生产至关重要。
[0003]常用的孔分布测试方法主要有压汞法、电镜法、气液置换法、液液置换法等，其中液液置换法因孔径测试范围宽、所测孔为贯穿膜的活性孔，近些年来被广泛应用于中空纤维膜的孔分布测试中。关于中空纤维膜测试组件的结构，现有技术如专利CN102728232B公开了截取单根膜丝，一段密封，另一端与导气管连通，但单根膜丝因孔数量有限，数据精度存在不足；因此目前多采用将一组膜丝两端固化进夹具的固定方式，如专利CN103357274B公开的将中空纤维超滤膜丝对穿置于夹具的对穿孔中，环氧胶密封对穿孔进行测试，但该方法用于气液置换测试体系中时，因浸润液极易从膜内流出，会使得空气进入中空纤维膜内部，在测试过程中部分置换液是与空气接触而不是直接与膜丝内的浸润液接触，进而使得实际测试过程的界面张力与理论值存在偏差，最终导致孔径数据产生偏差。且因夹具需重复使用，需采用丙酮等有机溶剂去除夹具中的环氧树脂胶体，费时费力。
[0004]中空纤维膜破裂压力的测试目前多采用破裂法，即向一根完全浸润在有机溶剂中的膜内腔通入氮气，通过肉眼观察纤维一端被封闭的情况下顶破纤维所需的压力，将其作为该纤维的破裂压力。但该方法数据读取不直观，氮气并不能很好的替代部分中空纤维膜产品使用状态中的液体加压情况，单根膜丝破裂压力数据无法代表整个中空纤维膜组件中膜丝的最差状态，无法模拟使用条件下所有膜丝在不同位置的承压状态，通过手动旋拧气瓶无法精确控制压力输出，且测试过程操作压力大，测试数据精度低；部分用途的中空纤维膜内径小，操作复杂、难度大。
[0005]现有的孔分布或破裂压力测试方法均针对整体膜丝或是膜组件，而在中空纤维膜相关产品的研发或实际使用过程中，对不同位置性能参数的确认往往更为重要。当膜分离性能或安全性能不佳时，通过确认不同位置膜丝的孔分布及破裂压力，可以针对性的进行调整或者监控，从而提升其分离性能并保证使用过程的安全性。专利CN113983967A公开了一种用于中空纤维膜孔径的测试装置，但该装置仅能测试组件内膜丝整体的孔分布数据，无法同时测试不同位置的数据，壳体两端都需要端盖拧紧密封，浸润液和置换液的泄露风
险大。此外现有方法中孔分布及破裂压力性能均需分开测试，效率较低。
[0006]因此，如何找到一种更为适宜的中空纤维膜性能的测试方法，解决上述现有测试方法存在的问题，更加准确和客观，同时操作简便，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种中空纤维膜性能测试系统及其测试方法。本专利技术提供的测试系统能够对中空纤维膜不同位置的孔分布情况及破裂压力性能进行同时测试，测试效率高，操作简单，数据精度高。
[0008]本专利技术提供了一种中空纤维膜性能测试系统，包括：供气控压设备、置换液容器、测试组件、流量监测设备和终端设备；
[0009]所述置换液容器设置有充气口和置换液出口，所述充气口与所述供气控压设备的出气口相连；
[0010]所述测试组件为中空壳体，壳体的一端为开口端，另一端封闭，所述开口端与所述置换液容器的置换液出口可拆卸式连接；所述测试组件侧壁在沿所述开口端到与之相对的封闭端的方向上设置有若干个注胶孔，且所述开口端与距离最近的注胶孔之间、封闭端与距离最近的注胶孔之间以及相邻两个注胶孔之间的侧壁底部均设置有至少一个排液孔；
[0011]所述流量监测设备用于监测每个所述排液孔的排液流量；
[0012]所述终端设备用于控制测试条件和记录测试结果。
[0013]优选的，所述供气控压设备的出气口与所述置换液容器的充气口的连通管路上设置有进气阀门。
[0014]优选的，所述供气控压设备的出气口与所述置换液容器的充气口的连通管路上设置有压力表。
[0015]优选的，所述流量监测设备包括：与每个所述排液孔对应设置的排液容器，和与每个所述排液容器对应设置的排液容器质量称量装置。
[0016]优选的，所述测试系统还包括：用于调控所述置换液容器温度的控温装置。
[0017]优选的，所述测试组件的开口端设置有螺纹或卡槽，通过所述螺纹或卡槽与所述置换液容器的置换液出口进行可拆卸式连接。
[0018]优选的，所述测试组件的开口端还设置有密封垫圈。
[0019]本专利技术提供了一种中空纤维膜性能测试方法，在上述技术方案所述的中空纤维膜性能测试系统中进行，包括以下步骤：
[0020]a)将中空纤维膜待测样品的一端封闭，然后将封闭的一端插入测试组件的腔体中；随后对测试组件的开口端进行密封形成密封层，并保证所述中空纤维膜待测样品未封闭的一端从所述密封层中穿出；
[0021]b)通过注胶孔向测试组件的腔体内浇注可固化树脂胶，树脂胶固化后在腔体内形成若干个密封隔层，密封隔层在除中空纤维膜待测样品穿过位置以外的区域密封，得到含有中空纤维膜待测样品的测试组件；
[0022]c)使用浸润液将所述含有中空纤维膜待测样品的测试组件进行完全浸润，然后将其连接到置换液容器的置换液出口，中空纤维膜待测样品未封闭的一端与置换液容器的置
换液出口相连通；
[0023]d)通过供气控压设备对置换液容器进行充气加压，置换液容器内的置换液在压力作用下不断的进入到中空纤维膜待测样品的膜丝内腔中，随后不断有液体从膜丝内腔向外侧顶出，并经由排液孔流出，通过流量监测设备监测不同排液孔的液体流量；
[0024]e)根据测试过程中的充气加压情况和不同排液孔的液体流量，得到不同排液孔所对应区域的中空纤维膜性能。
[0025]优选的，步骤b)中，所述浇注的过程具体包括：
[0026]将注胶枪头自注胶孔伸入到测试组件的腔体内；注入一定量的可固化树脂胶，随后将注胶枪头拉升至未注胶的区域；重复上述操作，直至可固化树脂胶到达注胶孔的位置。
[0027]优选的，步骤e)中，根据所述充气加压情况和液体流量，计算得到中空纤维膜在不同排液孔所对应区域的孔分布和/或破裂压力。
[0028]本专利技术针对现有的中空纤维膜测试过程中存在的诸多问题，创造性的设计了一种具有特定结构和组成的中空纤维膜性能测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维膜性能测试系统，其特征在于，包括：供气控压设备、置换液容器、测试组件、流量监测设备和终端设备；所述置换液容器设置有充气口和置换液出口，所述充气口与所述供气控压设备的出气口相连；所述测试组件为中空壳体，壳体的一端为开口端，另一端封闭，所述开口端与所述置换液容器的置换液出口可拆卸式连接；所述测试组件侧壁在沿所述开口端到与之相对的封闭端的方向上设置有若干个注胶孔，且所述开口端与距离最近的注胶孔之间、封闭端与距离最近的注胶孔之间以及相邻两个注胶孔之间的侧壁底部均设置有至少一个排液孔；所述流量监测设备用于监测每个所述排液孔的排液流量；所述终端设备用于控制测试条件和记录测试结果。2.根据权利要求1所述的中空纤维膜性能测试系统，其特征在于，所述供气控压设备的出气口与所述置换液容器的充气口的连通管路上设置有进气阀门。3.根据权利要求1所述的中空纤维膜性能测试系统，其特征在于，所述供气控压设备的出气口与所述置换液容器的充气口的连通管路上设置有压力表。4.根据权利要求1所述的中空纤维膜性能测试系统，其特征在于，所述流量监测设备包括：与每个所述排液孔对应设置的排液容器，和与每个所述排液容器对应设置的排液容器质量称量装置。5.根据权利要求1所述的中空纤维膜性能测试系统，其特征在于，还包括：用于调控所述置换液容器温度的控温装置。6.根据权利要求1所述的中空纤维膜性能测试系统，其特征在于，所述测试组件的开口端设置有螺纹或卡槽，通过所述螺纹或卡槽与所述置换液容器的置换液出口进行可拆卸式连接。7.根据权利要求6所述的中空纤维膜性能测试系统，其特征在于，所述测试组件的开口端还设置有密封垫圈。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，张洁敏，牟倡骏，于亚楠，王禹峰，江君杰，张超，
申请(专利权)人：山东威高血液净化制品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：