De scheidingsefficiëntie en levensduur van ultrafiltratiemembranen met holle vezels zijn fundamenteel afhankelijk van materiaalkeuze en prestatie-optimalisatie. Momenteel vallen de reguliere industriële materialen in twee categorieën: organische polymeren en anorganische keramiek, elk met zijn eigen kenmerken en geschiktheid voor verschillende toepassingsscenario's.
Organische polymeermaterialen worden het meest gebruikt vanwege hun verwerkingsgemak en lage kosten. Polysulfon (PSF) is een typisch voorbeeld, met uitstekende mechanische sterkte en chemische stabiliteit, een breed temperatuurbereik (-10 graden tot 80 graden) en goede weerstand tegen de meeste zuren, alkaliën en oxidatiemiddelen, vaak gebruikt als de steunlaag voor het basismembraan. Polyethersulfon (PES) blinkt uit in hydrofiliciteit en flux, en dankzij de lage eiwitadsorptie-eigenschappen wordt het veel gebruikt in biofarmaceutica en de zuivering van voedsel en dranken. Polyacrylonitril (PAN) heeft een sterke hydrofiliciteit en goede aangroeiwerende eigenschappen, geschikt voor de behandeling van olieachtig afvalwater of waterbronnen met een lage-troebelheid. Celluloseacetaat (CA) heeft een uitstekende biocompatibiliteit en werd aanvankelijk gebruikt voor farmaceutische zuivering, maar het aanpassingsvermogen aan temperatuur en pH is relatief zwak en wordt geleidelijk vervangen door nieuwere materialen. Gemodificeerd polyvinylideenfluoride (PVDF), dat de afgelopen jaren op de markt is gekomen, verbetert de hydrofiliciteit door middel van vermenging of oppervlakte-enting, terwijl het ook stabiliteit op de lange- termijn vertoont tegen sterke zuren en basen en chlooroxidatie, waardoor het een voorkeurskeuze is bij hoogwaardige waterbehandeling.
Inorganic materials, represented by ceramics such as alumina and zirconium oxide, are suitable for material separation under extreme conditions due to their ultra-high mechanical strength, high temperature resistance (>200 graden), en sterke corrosiebestendigheid, zoals behandeling met fermentatiebouillon bij hoge- temperatuur of zuivering van sterk zure/alkalimedia. Hun hoge productiekosten en broosheid beperken echter de acceptatie op grote schaal.
De materiaalkeuze vereist een uitgebreide afweging van de kenmerken van de voedingsvloeistof, de bedrijfsomstandigheden en de economische aspecten: organische membranen blinken uit in flexibiliteit en kosten-effectiviteit en domineren conventionele waterbehandeling en voedselverwerking; anorganische membranen daarentegen bevinden zich vanwege hun duurzaamheid in gespecialiseerde gebieden. In de toekomst zal het optimaliseren van materiaaleigenschappen door middel van technologieën zoals nanocompositing en biomimetische modificatie de toepassingsgrenzen van ultrafiltratiemembranen met holle vezels verder uitbreiden, waardoor betere oplossingen worden geboden voor de scheiding van complexe systemen.
