De selectie van materialen voor ultrafiltratiemembranen met holle vezels is een kernfactor die hun scheidingsprestaties, duurzaamheid en toepasbare scenario's bepaalt. Het vereist een uitgebreide afweging van de fysisch-chemische eigenschappen, bedrijfsomstandigheden en economische aspecten van het materiaal om een nauwkeurige afstemming tussen het membraan en de toepassingsvereisten te bereiken.
Organische polymeermaterialen domineren de markt vanwege hun flexibele verwerking en beheersbare kosten. Polysulfon (PSF) beschikt over een hoge mechanische sterkte, uitstekende chemische stabiliteit en een breed temperatuurbereik (-10 graden tot 80 graden). Het vertoont een goede weerstand tegen de meeste zuren, logen en oxidatiemiddelen en wordt vaak gebruikt als steunlaag voor basismembranen, geschikt voor conventionele waterbehandeling en voorbehandeling van industrieel afvalwater. Polyethersulfon (PES) vertoont een sterke hydrofiliciteit en hoge flux; de lage eiwitadsorptie-eigenschappen maken het uitstekend in gebieden met hoge eisen op het gebied van hygiëne, zoals biofarmaceutica (bijvoorbeeld de zuivering van vaccins) en voedsel en dranken (bijvoorbeeld het klaren van sap). Polyacrylonitril (PAN) vertoont uitstekende hydrofiliciteit en antifouling-eigenschappen, waardoor het geschikt is voor de behandeling van olieachtig afvalwater en waterbronnen met een lage-troebelheid. Celluloseacetaat (CA) heeft een uitstekende biocompatibiliteit en werd ooit veel gebruikt bij het scheiden van farmaceutische formuleringen, maar het zwakke aanpassingsvermogen aan temperatuur en pH heeft geleid tot de geleidelijke vervanging ervan door gemodificeerde materialen. In de afgelopen jaren is gemodificeerd polyvinylideenfluoride (PVDF), door middel van vermenging of oppervlakte-enting om de hydrofiliciteit te verbeteren, en met stabiliteit op lange termijn tegen sterke zuren, alkaliën en chlooroxidatie, een voorkeurskeuze geworden in hoogwaardige waterbehandelingsgebieden.
Inorganic materials, represented by ceramics (such as alumina and zirconium oxide), possess ultra-high mechanical strength, high temperature resistance (>200 graden), en sterke corrosieweerstand, waardoor de stabiliteit behouden blijft onder extreme omstandigheden, zoals behandeling van fermentatiebouillon bij hoge- temperatuur en zuivering van sterke zure/alkalimedia. Hun hoge productiekosten en broosheid beperken echter de acceptatie op grote schaal.
De materiaalkeuze moet worden afgestemd op specifieke scenario's: organische membranen blinken uit in flexibiliteit en kosteneffectiviteit- 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.
