Процес формування ультрафільтраційних мембран з порожнистих волокон є вирішальним етапом, що визначає їх мікроструктуру, роздільну здатність і робочу стабільність. Його суть полягає в перетворенні полімерних матеріалів у морфологію волокна з правильною порожнистою структурою та контрольованим розміром пор. Сучасний промисловий мейнстрим використовує метод фазової інверсії в поєднанні з технологією прецизійного прядіння, що забезпечує високо-підготовку мембрани завдяки багато-етапній координації параметрів.
Формування починається з приготування ливарного розчину, що вимагає ретельного вибору типів полімерів і систем розчинників для забезпечення однорідності розчину та відповідного діапазону в’язкості. Виходячи з цього, екструзія виконується через дво-компонентну або багато-канальну фільеру, одночасно формуючи порожнисту порожнину та зовнішній полімерний потік, отримуючи початковий прототип волокна. Під час цього процесу швидкість екструзії, склад рідини серцевини та температура повинні бути строго узгоджені, щоб уникнути нерівномірної товщини стінки або колапсу порожнини, що безпосередньо впливає на механічну міцність волокна та розподіл потоку.
Подальший процес інверсії фази є ядром остаточної структурної обробки. Після того, як волокна потрапляють у гелеву ванну, розчинник і не-розчинник у ванні зазнають двонаправленої дифузії, ініціюючи розділення полімерної фази та поступово утворюючи мікропористу мережу. Температура гелеутворення, час і склад ванни визначають розмір пор, пористість і сполучність, таким чином визначаючи точність утримування мембрани та ефективність проникнення. Повільне гелеутворення при низькій-температурі сприяє утворенню пальчастих-пористих структур, збільшуючи потік; високо{6}}температурне швидке гелеутворення легко утворює губчасті-пори, підвищуючи стабільність утримання.
Щоб ще більше покращити захист від обростання та довговічність мембрани, після формування можна виконати модифікацію поверхні, таку як плазмове травлення, УФ-прищеплення або гідрофільне покриття, щоб оптимізувати поверхневу енергію та кут контакту з водою, зменшуючи ймовірність прилипання забруднень.
Інкапсуляція модуля також включена в систему формування. Велика кількість окремих волокон упаковано в -стійку до тиску оболонку відповідно до заданої щільності та розташування, з обома кінцями, запечатаними смолою для формування каналів потоку, що забезпечує рівномірний гідравлічний розподіл і контрольовану втрату тиску під час роботи. Загальний процес підкреслює інтегрований дизайн матеріалів, процесів і структури; відхилення в будь-якій ланці вплинуть на консистенцію та надійність остаточної мембрани.
Точний процес формування ультрафільтраційної мембрани з порожнистих волокон не лише забезпечує точну структуру мікроструктури, але й забезпечує надійну підтримку широкомасштабного-застосування технології розділення мембран у складних робочих умовах.
