一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的孔隙檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于多孔材料領(lǐng)域，公開了一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的孔隙檢測(cè)方法。該方法是在圓柱形塊狀多孔樹脂材料的預(yù)設(shè)孔洞上插緊一根圓柱形小管道，圓柱形小管道的一部分在圓柱形塊狀多孔樹脂材料中，另一部分處于圓柱形塊狀多孔樹脂材料上方，圓柱型小管道和圓柱形塊狀多孔樹脂材料同軸；圓柱型小管道的頂部連接三通壓力表，三通壓力表連接恒壓供水裝置和恒壓供氣裝置；常溫下通過測(cè)量塊狀多孔樹脂材料原始飽和吸水后的重量m01、壓力通孔洗滌干燥后的重量m00和常溫下通水壓后含水塊狀多孔樹脂材料的總重量m1、一定時(shí)間t恒定水壓p下的透水量T以及測(cè)量塊狀多孔樹脂材料的體積V，從而測(cè)定多孔樹脂材料的孔隙率和透水量。
【專利說明】一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的孔隙檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多孔材料領(lǐng)域，特別涉及一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的孔隙檢測(cè) 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 多孔材料根據(jù)孔徑大小按國際理論化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)會(huì)（IUPAC)的劃分可分為微 孔（小于2nm)、中孔（2?50nm)、大孔（大于50nm)。針對(duì)不同大小的孔結(jié)構(gòu)通常采用不 同的測(cè)試方法，有氣體吸附法、壓汞法、氣體滲透法、泡點(diǎn)法、小角X射線衍射法和電鏡觀察 法。
[0003] 微孔和中孔的測(cè)試，一般采用低溫氮吸附法，在液氮溫度77. 4K下，以氮?dú)庾鳛槲?附氣體，測(cè)定微孔或中孔材料的等溫吸附曲線，此方法只能比較全面地反映所測(cè)試微孔或 中孔材料的比表面積和孔徑分布等特征，不適合于大孔材料。大孔材料的測(cè)試，一般采用壓 汞法和泡點(diǎn)法，但是泡點(diǎn)法主要測(cè)試分離膜材料的孔徑大小，壓汞法在測(cè)試時(shí)會(huì)發(fā)生孔結(jié) 構(gòu)的可逆和不可逆變形，卸壓后樣品內(nèi)存有殘留汞，它使得校準(zhǔn)也成為不可能，樣品只能使 用一次性的，還會(huì)造成環(huán)境問題。
[0004]對(duì)于陶瓷行業(yè)高壓注漿實(shí)際使用的多孔材料模具，是一種澆注成型開孔型大孔材 料，目前并沒有實(shí)用的檢測(cè)方法反映其孔隙情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種無毒、方便并可重 復(fù)使用且能真實(shí)反映實(shí)際生產(chǎn)使用的澆注成型塊狀大孔材料的孔隙檢測(cè)方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007]-種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，按照以下操作步驟：
[0008] (1)將澆注液在室溫下澆注在一圓柱形塑料容器中，然后用圓柱形小管道A沿圓 柱形塑料容器的軸心方向插入并將其固定；圓柱形小管道A和圓柱形塑料容器同軸，圓柱 形小管道A的一部分位于圓柱形塑料容器上方，另一部分位于圓柱形塑料容器中；圓柱形 小管道A內(nèi)插緊一溫度計(jì)，并且溫度計(jì)底端與圓柱形小管道A底端在同一水平線，澆注液固 化后拆模并將溫度計(jì)和圓柱形小管道A拔出（既可測(cè)量成型時(shí)的最高溫度，又可防止未固 化成型時(shí)的液體漿料混入未插溫度計(jì)的空心管道，從而造成難于拔管或者插管通氣透水孔 洞難于形成），形成一有預(yù)設(shè)孔洞的原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料；
[0009] (2)在原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料的預(yù)設(shè)孔洞上插緊一根與步驟⑴所述圓柱 形小管道A同樣內(nèi)外徑規(guī)格的圓柱形小管道B，圓柱形小管道B的一部分在圓柱形塊狀多孔 樹脂材料中，另一部分處于圓柱形塊狀多孔樹脂材料上方，圓柱型小管道B和圓柱形塊狀 多孔樹脂材料同軸；圓柱型小管道B的頂部連接三通壓力表，三通壓力表連接恒壓供水裝 置和恒壓供氣裝置；形成圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具；
[0010] (3)在常溫下測(cè)量原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料浸沒水中1小時(shí)后的飽和吸水后 的總重量，計(jì)為I%，單位為克；在常溫下測(cè)量0. 1?0. 2MPa壓力下通水通氣交替洗滌和干 燥共10分鐘，然后放入真空干燥箱中在70°C和負(fù)壓0.IMPa條件下干燥6小時(shí)，冷卻后測(cè)量 完全干燥模塊重量，計(jì)為，單位為克；然后將完全干燥模塊浸沒在常溫常壓的水中，測(cè)出 靜態(tài)吸水率后，再用〇. 2MPa的氣壓進(jìn)行沖洗干燥5分鐘，然后改為0.IMPa的水壓，此時(shí)測(cè) 量通水不同時(shí)間后含水圓柱形塊狀多孔樹脂材料的恒定總重量，計(jì)為叫，單位為克；
[0011] 在圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具的上表面用環(huán)氧類封孔劑固定住圓柱形小管道B，依次用0.IMPa的水壓沖洗5分鐘和0. 2MPa的氣壓沖洗5分鐘，再將其用水壓沖洗使孔 隙充滿水，然后開始計(jì)時(shí)，得到恒定水壓P的條件下在一段時(shí)間t內(nèi)透水量T，其中p的單位 為兆帕，t的單位為秒，T的單位為克；然后再將水壓p依次從低到高的順序重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) 得到相應(yīng)壓力和一段時(shí)間內(nèi)的透水量T，得到單位時(shí)間單位壓力下的透水量；
[0012] 通過液體排開測(cè)體積法和刻度測(cè)體積法測(cè)量原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料的體 積，計(jì)為V，單位為毫升；
[0013] 按照式1或式2測(cè)定原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料的孔隙率；式1中，假定原始圓 柱形塊狀多孔樹脂材料洗出的液體比重為1 ;式2中，假定水的比重為1 :
[0014] 原始重量損失法：孔隙率（％V/V)= [ /V] X 100%(式1)
[0015]透水法：孔隙率（％V/V)= [(mi-mj /V] X 100%(式2)
[0016] 按照式3測(cè)定圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具的透水性，所述透水性為單位時(shí)間單 位壓力下透過單位體積的透水量：
[0017]透水性：iy(tPv) (式 3)。
[0018] 通過測(cè)量和計(jì)算模塊的吸水率、孔隙率和透水性，就可真實(shí)反映實(shí)際工業(yè)使用的 塊狀大孔材料的孔隙情況。
[0019] 該圓柱形塊狀多孔樹脂材料為澆注成型類大孔材料，優(yōu)選為含水的澆注成型類開 孔型大孔模具。
[0020] 步驟⑴所述澆注液為液體甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯樹脂微粉-自由基氧 化-還原引發(fā)體系-水懸浮混合乳液；所述室溫為13?30°C。
[0021] 步驟（1)所述的圓柱型小管道A的內(nèi)徑與圓柱形塑料容器的內(nèi)徑之比優(yōu)選為1 : 10?15,圓柱型小管道A在圓柱形塑料容器中的部分的長度a與圓柱形塑料容器的高度h 的比例優(yōu)選為1 :3?2,圓柱型小管道A的壁厚優(yōu)選為1?2mm，圓柱型小管道A為耐壓塑 料管道或金屬管道，優(yōu)選為鋁管。
[0022] 步驟⑵所述的圓柱型小管道B的內(nèi)徑與圓柱形塊狀多孔樹脂材料的內(nèi)徑之比優(yōu) 選為1 :10?15,圓柱型小管道B在圓柱形塊狀多孔樹脂材料中的部分的長度a與圓柱形塊 狀多孔樹脂材料的高度h的比例優(yōu)選為1 :3?2,圓柱型小管道B的壁厚優(yōu)選為1?2mm， 圓柱型小管道B的長度與圓柱形塊狀多孔樹脂材料高度比優(yōu)選為2?3 :1，圓柱型小管道B 為耐壓塑料管道或金屬管道，優(yōu)選為鋁管。
[0023] 步驟（2)所述恒壓供水裝置的恒水壓的壓力優(yōu)選為0. 1?0. 40MPa;所述恒壓供 氣裝置的壓力優(yōu)選為〇? 1?〇? 40MPa。
[0024] 步驟（2)所述圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具的上表面用耐壓防水材料固定住圓 柱形小管道B，形成管道固定耐壓封孔層。
[0025] 本發(fā)明使用室溫固化開孔型多孔模塊，具有大孔結(jié)構(gòu)，具有毛細(xì)吸水性，是一種壓 力下可透水的過濾材料，可使水過濾掉，留下顆粒狀固體，與陶瓷高壓注漿泥漿脫水成型胚 體的實(shí)際使用原理相符。隨著側(cè)鏈?zhǔn)杷蠡鶊F(tuán)異冰片基和硅烷偶聯(lián)劑的作用，毛細(xì)吸水能 力減弱，靜態(tài)吸水能力顯著變慢，但在壓力下水分子可克服疏水基團(tuán)的斥水作用，填充到相 應(yīng)大小的孔隙中，通過測(cè)量填充水前后的模塊的重量變化和模塊的體積，可計(jì)算出孔隙率。
[0026] 本發(fā)明通過快捷方便的測(cè)量多孔模塊的單位時(shí)間單位壓力下透過單位體積的透 水量，可真實(shí)反映多孔模具的實(shí)際使用中的透水情況。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0028] (1)以水為測(cè)量多孔模塊孔隙情況的介質(zhì)，方便快捷、價(jià)廉、無毒；
[0029] (2)模塊可重復(fù)使用，測(cè)試方法可靠，重現(xiàn)性強(qiáng)；
[0030] (3)真實(shí)反映多孔材料在工業(yè)生產(chǎn)上的實(shí)際使用情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1為圓柱形塊狀多孔樹脂材料檢測(cè)裝置示意圖，其中1為恒壓（P)供氣裝置，2 為恒壓（P)供水裝置，3為三通控制閥，4為壓力表，5為管道固定耐壓封孔層，6為通水或通 氣管道，7為圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具，8為接收容器，a為圓柱型小管道B插入圓柱形 塊狀多孔樹脂材料深度，h為圓柱形塊狀多孔樹脂材料高度，d為圓柱形塊狀多孔樹脂材料 直徑。
[0032] 圖2為圓柱形塊狀多孔樹脂材料的SEM照片圖。
[0033]圖3為實(shí)施例的模具成型和管道固定處理示意圖，其中5為管道固定耐壓封孔層， 6為長250_的通水或通氣管道，7為圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具，11為澆注液，12為溫 度計(jì)，9為長100mm塑料管道，10為圓柱形塑料容器，a為圓柱型小管道B插入圓柱形塊狀多 孔樹脂材料深度，h為圓柱形塊狀多孔樹脂材料高度，d為圓柱形塊狀多孔樹脂材料直徑。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0035] 實(shí)施例1 :
[0036] 模具成型與制作（一）：
[0037] 在15 °C下將聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)細(xì)粉（100目?300目）220g、冷水 (10°C)140g、液體甲基丙烯酸甲酯樹脂122g、PMMA粗粉（100目?50目）120g、過氧化二叔 碳酸酯3g、N，N-二甲基苯胺0. 2g迅速混合均勻，1分鐘后迅速將粘稠澆注液（混合液有殘 留）倒入到一內(nèi)徑為88mm高為180mm的圓柱形塑料容器10中，然后在饒注液11軸心位置 插入一重量為6. 5g、內(nèi)徑為6_、外徑為8_、長度為100mm的塑料管道9,插入深度為圓柱 形塑料容器液面高度的1/3 (見圖3所示）；塑料管道中間插緊一溫度計(jì)12 (與塑料管道同 底）；然后放置在室溫20°C下，自然固化，并觀察記錄固化成型過程中的最高溫度。拆模前 先拔出溫度計(jì)，并記下模塊高度對(duì)應(yīng)的刻度，1天后拆去塑料容器和中間管道，制得一高度 為102mm的有預(yù)設(shè)孔洞的原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料，即模塊No. 1 (不含塑料管道和封 孔層）（掃描電鏡見圖2)。
[0038] 完全按照上述制備模塊No. 1方法制作模具，然后在長100mm管道留下的孔洞用同 樣規(guī)格（外徑d為8mm)的長250mm的通水或通氣管道6完全插入，通水或通氣管道插入圓 柱形塊狀多孔樹脂材料深度a為圓柱形塊狀多孔樹脂材料高度h的1/3,圓柱形塊狀多孔樹 脂材料模具的上表面用6g環(huán)氧樹脂對(duì)通水或通氣管道進(jìn)行固定和表面封孔處理，4小時(shí)形 成管道固定耐壓封孔層5 ;長250mm的通水或通氣管道的頂部連接三通壓力表（包括三通 控制閥3和壓力表4)，三通壓力表連接恒壓供水裝置2和恒壓供氣裝置1 ;制得圓柱形塊狀 多孔樹脂材料模具7,即模塊No. 3。
[0039]模具成型與制作（二）：
[0040] 在15 °C下將聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)細(xì)粉（100目?300目）220g、冷水 (10°C) 140g、液體甲基丙烯酸甲酯樹脂100g、甲基丙烯酸異冰片酯21g、3-甲基丙烯酰氧基 丙基三甲氧基硅烷lg、PMMA粗粉（100目?50目）120g、過氧化二叔碳酸酯3g、N，N-二甲 基苯胺〇. 5g迅速混合均勻，1分鐘后迅速將粘稠液（混合液有殘留）倒入到一內(nèi)徑為88mm 高度為180mm的圓柱形塑料容器中，然后在軸心位置插入一重量為6. 5g內(nèi)徑為6mm、外徑為 8_長度為100mm的塑料管道，插入深度為圓柱形塑料容器液面高度的1/3 (見圖3所示）； 塑料管道中間插緊一溫度計(jì)（與管道同底）；然后放置在室溫25°C下，自然固化，并觀察記 錄固化成型過程中的最高溫度和達(dá)到最高溫度時(shí)的初始時(shí)間。拆模前先拔出溫度計(jì)，并記 下模塊高度對(duì)應(yīng)的刻度，1天后拆去塑料容器和中間管道，制得一有預(yù)設(shè)孔洞的原始圓柱形 塊狀多孔樹脂材料，即模塊No. 2 (不含塑料管道和封孔層）。
[0041] 完全按照上述制備模塊No. 2方法制作模具，然后在長100cm管道留下的孔洞用同 樣規(guī)格（外徑d為8mm)的長250cm的通水或通氣管道完全插入，通水或通氣管道插入圓柱 形塊狀多孔樹脂材料深度a為圓柱形塊狀多孔樹脂材料高度h的1/3,圓柱形塊狀多孔樹脂 材料模具的上表面用6g環(huán)氧樹脂對(duì)通水或通氣管道進(jìn)行固定和表面封孔處理，4小時(shí)形成 耐壓封孔固定涂層；長250cm的通水或通氣管道的頂部連接三通壓力表（包括三通控制閥 3和壓力表4)，三通壓力表連接恒壓供水裝置2和恒壓供氣裝置1 ;制得圓柱形塊狀多孔樹 脂材料模具，即模塊No. 4。
[0042] 模塊No. 1、模塊No. 2、模塊No. 3和模塊No. 4的最高溫度和時(shí)間如下表1所示：
[0043] 表1:漿料固化成型模塊中的最高溫度及時(shí)間

【權(quán)利要求】
1. 一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于按照以下操作步驟： (1) 將澆注液在室溫下澆注在一圓柱形塑料容器中，然后用圓柱形小管道A沿圓柱形 塑料容器的軸心方向插入并將其固定；圓柱形小管道A和圓柱形塑料容器同軸，圓柱形小 管道A的一部分位于圓柱形塑料容器上方，另一部分位于圓柱形塑料容器中；圓柱形小管 道A內(nèi)插緊一溫度計(jì)，并且溫度計(jì)底端與圓柱形小管道A底端在同一水平線，澆注液固化后 拆模并將溫度計(jì)和圓柱形小管道A拔出，形成一有預(yù)設(shè)孔洞的原始圓柱形塊狀多孔樹脂材 料； (2) 在原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料的預(yù)設(shè)孔洞上插緊一根與步驟（1)所述圓柱形小 管道A同樣內(nèi)外徑規(guī)格的圓柱形小管道B，圓柱形小管道B的一部分在圓柱形塊狀多孔樹脂 材料中，另一部分處于圓柱形塊狀多孔樹脂材料上方，圓柱型小管道B和圓柱形塊狀多孔 樹脂材料同軸；圓柱型小管道B的頂部連接三通壓力表，三通壓力表連接恒壓供水裝置和 恒壓供氣裝置；形成圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具； (3) 在常溫下測(cè)量原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料浸沒水中1小時(shí)后的飽和吸水后的總 重量，計(jì)為1%，單位為克；在常溫下測(cè)量0. 1?0. 2MPa壓力下通水通氣交替洗絳和干燥共 10分鐘，然后放入真空干燥箱中在70°C和負(fù)壓0. IMPa條件下干燥6小時(shí)，冷卻后測(cè)量完全 干燥模塊重量，計(jì)為1?，單位為克；然后將完全干燥模塊浸沒在常溫常壓的水中，測(cè)出靜態(tài) 吸水率后，再用〇. 2MPa的氣壓進(jìn)行沖洗干燥5分鐘，然后改為0. IMPa的水壓，此時(shí)測(cè)量通 水不同時(shí)間后含水圓柱形塊狀多孔樹脂材料的恒定總重量，計(jì)為1?，單位為克； 在圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具的上表面用環(huán)氧類封孔劑固定住圓柱形小管道B，依 次用0. IMPa的水壓沖洗5分鐘和0. 2MPa的氣壓沖洗5分鐘，再將其用水壓沖洗使孔隙充 滿水，然后開始計(jì)時(shí)，得到恒定水壓P的條件下在一段時(shí)間t內(nèi)透水量T，其中p的單位為兆 帕，t的單位為秒，T的單位為克；然后再將水壓p依次從低到高的順序重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)得到 相應(yīng)壓力和一段時(shí)間內(nèi)的透水量T，得到單位時(shí)間單位壓力下的透水量； 通過液體排開測(cè)體積法和刻度測(cè)體積法測(cè)量原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料的體積，計(jì) 為V，單位為毫升； 按照式1或式2測(cè)定原始圓柱形塊狀多孔樹脂材料的孔隙率；式1中，假定原始圓柱形 塊狀多孔樹脂材料洗出的液體比重為1 ;式2中，假定水的比重為1 : 原始重量損失法：孔隙率V/V) = [ 0%-mJ /V] X 100% (式1) 透水法：孔隙率（％ V/V) = [ (mi-mj /V] X 100 % (式 2) 按照式3測(cè)定圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具的透水性，所述透水性為單位時(shí)間單位壓 力下透過單位體積的透水量： 透水性：iy(tPv)(式3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于： 所述圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具為含水的澆注成型類開孔型大孔模具。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于： 步驟（1)所述澆注液為液體甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯樹脂微粉-自由基氧化-還原引 發(fā)體系-水懸浮混合乳液；所述室溫為13?30°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于： 步驟⑴所述的圓柱型小管道A的內(nèi)徑與圓柱形塑料容器的內(nèi)徑之比為1:10?15,圓柱 型小管道A在圓柱形塑料容器中的部分的長度a與圓柱形塑料容器的高度h的比例為1 : 3?2,圓柱型小管道A的壁厚為1?2_，圓柱型小管道A為耐壓塑料管道或金屬管道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于： 所述金屬管道為鋁管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于： 步驟（2)所述的圓柱型小管道B的內(nèi)徑與圓柱形塊狀多孔樹脂材料的內(nèi)徑之比為1 :10? 15,圓柱型小管道B在圓柱形塊狀多孔樹脂材料中的部分的長度a與圓柱形塊狀多孔樹脂 材料的高度h的比例為1 :3?2,圓柱型小管道B的壁厚為1?2_，圓柱型小管道B的長 度與圓柱形塊狀多孔樹脂材料高度比為2?3 :1，圓柱型小管道B為耐壓塑料管道或金屬 管道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于： 所述金屬管道為鋁管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于： 步驟（2)所述恒壓供水裝置的恒水壓的壓力為0? 1?0? 40MPa ;所述恒壓供氣裝置的壓力 為 0? 1 ?0? 40MPa。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種澆注成型塊狀多孔樹脂材料的檢測(cè)方法，其特征在于： 步驟（2)所述圓柱形塊狀多孔樹脂材料模具的上表面用耐壓防水材料固定住圓柱形小管 道B，形成管道固定耐壓封孔層。
【文檔編號(hào)】B29C39/44GK104441371SQ201410714456
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】黃月文, 王斌 申請(qǐng)人:中科院廣州化學(xué)有限公司