Het gietproces van ultrafiltratiemembranen met holle vezels is een cruciale stap die hun microstructuur, scheidingsprestaties en operationele stabiliteit bepaalt. De kern ligt in het transformeren van polymeermaterialen in een vezelmorfologie met een regelmatige holle structuur en een regelbare poriegrootte. De huidige industriële mainstream maakt gebruik van een fase-inversiemethode gecombineerd met precisie-spintechnologie, waardoor hoogwaardige membraanvoorbereiding wordt bereikt door parametercoördinatie in meerdere- fasen.
Het vormen begint met de bereiding van de gietoplossing, waarbij een zorgvuldige selectie van polymeertypen en oplosmiddelsystemen vereist is om de homogeniteit van de oplossing en een geschikt viscositeitsbereik te garanderen. Op basis hiervan wordt extrusie uitgevoerd via een twee-- of meer--kanaals spindop, waarbij tegelijkertijd een holle holte en een buitenste polymeerstroom wordt gevormd, waardoor het initiële vezelprototype wordt verkregen. Tijdens dit proces moeten de extrusiesnelheid, de samenstelling van de kernvloeistof en de temperatuur strikt op elkaar zijn afgestemd om ongelijkmatige wanddikte of instorting van de holte te voorkomen, wat een directe invloed heeft op de mechanische sterkte en fluxverdeling van de vezel.
Het daaropvolgende fase-inversieproces vormt de kern van structurele voltooiing. Nadat de vezels het gelbad zijn binnengegaan, ondergaan het oplosmiddel en het niet-{1}}oplosmiddel in het bad bidirectionele diffusie, waardoor de scheiding van de polymeerfasen wordt geïnitieerd en geleidelijk een microporeus netwerk wordt gevormd. De geleringstemperatuur, tijd en badsamenstelling bepalen de poriegrootte, porositeit en connectiviteit, waardoor de retentienauwkeurigheid en permeatieprestaties van het membraan worden bepaald. Langzame gelering bij lage- temperaturen vergemakkelijkt de vorming van vinger- poriestructuren, waardoor de flux toeneemt; Snelle gelering bij hoge- temperaturen vormt gemakkelijk spons--achtige poriën, waardoor de retentiestabiliteit wordt verbeterd.
Om de antifouling en duurzaamheid van het membraan verder te verbeteren, kunnen na het vormen oppervlaktemodificatiebehandelingen zoals plasma-etsen, UV-enten of hydrofiele coating worden uitgevoerd om de oppervlakte-energie en de watercontacthoek te optimaliseren, waardoor de kans op hechting van verontreinigingen wordt verkleind.
Module-inkapseling is ook in het vormsysteem opgenomen. Een groot aantal afzonderlijke vezels is verpakt in een druk-omhulsel volgens een vooraf ingestelde dichtheid en opstelling, waarbij beide uiteinden zijn afgedicht met hars om stromingskanalen te vormen, waardoor een uniforme hydraulische distributie en controleerbaar drukverlies tijdens bedrijf wordt gegarandeerd. Het totale proces benadrukt het geïntegreerde ontwerp van materialen, processen en structuur; afwijkingen in welke schakel dan ook zullen de consistentie en betrouwbaarheid van het uiteindelijke membraan beïnvloeden.
Het nauwkeurige vormingsproces van ultrafiltratiemembraan met holle vezels zorgt niet alleen voor een nauwkeurige constructie van de microstructuur, maar biedt ook solide ondersteuning voor de grootschalige toepassing van membraanscheidingstechnologie onder complexe bedrijfsomstandigheden.
