Formningsprocessen av hålfiber ultrafiltreringsmembran är ett avgörande steg som bestämmer deras mikrostruktur, separationsprestanda och driftsstabilitet. Dess kärna ligger i att omvandla polymermaterial till en fibermorfologi med en regelbunden ihålig struktur och kontrollerbar porstorlek. Nuvarande industriella mainstream använder en fasinversionsmetod kombinerad med precisionsspinningsteknologi, vilket uppnår hög-presterande membranförberedelse genom fler-parameterkoordinering.
Formningen börjar med beredningen av gjutlösningen, vilket kräver noggrant val av polymertyper och lösningsmedelssystem för att säkerställa lösningens homogenitet och ett lämpligt viskositetsområde. Baserat på detta utförs extrudering genom en två-komponent eller fler--kanals spinndysa, som samtidigt bildar en ihålig kavitet och ett yttre polymerflöde, vilket ger den ursprungliga fiberprototypen. Under denna process måste strängsprutningshastigheten, kärnans vätskesammansättning och temperatur vara strikt matchade för att undvika ojämn väggtjocklek eller hålrumskollaps, vilket direkt påverkar fiberns mekaniska styrka och flödesfördelning.
Den efterföljande fasinversionsprocessen är kärnan i strukturell avslutning. Efter att fibrerna kommit in i gelbadet genomgår lösningsmedlet och icke-lösningsmedlet i badet dubbelriktad diffusion, vilket initierar polymerfasseparation och gradvis bildar ett mikroporöst nätverk. Gelningstemperaturen, tiden och badets sammansättning bestämmer porstorleken, porositeten och anslutningsmöjligheten och definierar sålunda membranets retentionsnoggrannhet och genomträngningsprestanda. Låg-temperatur långsam gelning underlättar bildandet av finger-liknande porstrukturer, vilket ökar flödet; hög-snabb gelning bildar lätt svamp-liknande porer, vilket förbättrar retentionsstabiliteten.
För att ytterligare förbättra membranets antifouling och hållbarhet kan ytmodifieringsbehandlingar såsom plasmaetsning, UV-ympning eller hydrofil beläggning utföras efter gjutning för att optimera ytenergi och vattenkontaktvinkel, vilket minskar sannolikheten för föroreningsvidhäftning.
Modulinkapsling är också inbyggd i formningssystemet. Ett stort antal enstaka fibrer packas i ett tryck-beständigt skal enligt en förinställd densitet och arrangemang, med båda ändar förseglade med harts för att bilda flödeskanaler, vilket säkerställer enhetlig hydraulisk fördelning och kontrollerbar tryckförlust under drift. Den övergripande processen betonar den integrerade designen av material, processer och struktur; avvikelser i någon länk kommer att påverka konsistensen och tillförlitligheten hos det slutliga membranet.
Den exakta processen för ultrafiltreringsmembranformning av ihåliga fibrer ger inte bara en exakt konstruktion av mikrostrukturen utan ger också ett solidt stöd för stor-tillämpning av membranseparationsteknologi under komplexa driftsförhållanden.
