Cum modelează procesul de inversare a fazelor structura poroasă a filtrului de membrană cu fibră scobită cu gradient PVDF din aliaj?

În procesul de pregătire a Filtru de membrană cu fibră goală din aliaj PVDF Gradient Hollow , Procesul de inversare a fazelor este o legătură cheie pentru a determina performanța acesteia. Acest proces nu este legat doar de formarea microstructurii membranei, dar are și un impact profund asupra performanței aplicației filtrului în diferite câmpuri. De la învârtire pentru a forma fibre goale până la structura poroasă finală, cum funcționează procesul de inversare a fazelor și cum să modeleze o membrană de filtru care să răspundă nevoilor specifice? ​
Nucleul filtrului de membrană cu fibră goală cu gradient PVDF din aliaj se află în structura sa unică a membranei, iar procesul de inversare a fazelor este piatra de temelie a construirii acestei structuri. Când procesul de filare este finalizat și se formează inițial fibra goală, acesta este cufundat într -o baie de coagulare. În acest moment, diferența de concentrare și diferența de potențial chimic devin forța motrice a întregului proces. Solventul din soluția de filare începe să facă schimb cu non-solventul în baia de coagulare. În acest proces, polimerul se separă treptat de soluție și formează în sfârșit o structură poroasă. Acest proces aparent simplu conține de fapt schimbări fizice și chimice complexe și fiecare detaliu afectează performanța finală a membranei.
Compoziția băii de coagulare joacă un rol crucial în procesul de inversare a fazelor. Solvenții de baie de coagulare diferiți vor schimba viteza și mecanismul de separare a fazelor. Selecția unui anumit solvent de baie de coagulare poate face ca procesul de inversare a fazei să fie mai rapid, polimerul precipită rapid și formează o structură liberă cu dimensiunea relativ mare a porilor; În timp ce un alt solvent poate face procesul de inversare a fazei mai lent, iar polimerul are mai mult timp de aranjat, formând astfel o membrană cu dimensiunea uniformă a porilor și o structură densă. În plus, diverși aditivi adăugați la baia de coagulare vor afecta și structura membranei. Unii aditivi pot modifica rata de schimb între solvent și non-solvent sau afectează modul de agregare a moleculelor de polimer, obținând astfel membrane cu porozitate diferită și distribuție a structurii porilor. Aceste caracteristici structurale diferite fac ca filtrul de membrană cu fibră goală PVDF din aliaj PVDF să fie adecvat pentru diferite scenarii de filtrare, de la eliminarea impurităților mari de particule până la interceptarea microorganismelor și moleculelor organice. ​
Temperatura băii de coagulare este, de asemenea, un factor important care afectează procesul de inversare a fazelor. O temperatură mai mică a băii de coagulare va încetini rata de schimb între solvent și non-solvent, ceea ce face ca procesul de inversare a fazei să fie mai neted. În acest caz, moleculele de polimer au mai mult timp pentru a se aranja în ordine, ceea ce ajută la formarea unei structuri uniforme de pori. Temperaturile mai ridicate vor accelera procesul de schimb, iar separarea fazelor va apărea rapid, ceea ce poate duce la structuri de pori inegale și chiar pori mari neregulați. Prin controlul precis al temperaturii băii de coagulare, personalul de preparare poate regla structura membranei în funcție de nevoile reale. De exemplu, în scenarii în care este necesară o filtrare de înaltă precizie, temperatura băii de coagulare este scăzută pentru a obține o membrană cu o dimensiune mai mică a porilor și o distribuție uniformă pentru a asigura o interceptare eficientă a particulelor și impurităților minuscule; În timp ce în aplicații care urmăresc un flux ridicat de apă, temperatura este crescută în mod corespunzător pentru a forma o structură de membrană cu o dimensiune mai mare a porilor și o porozitate mai mare. ​
Timpul de coagulare este, de asemenea, un factor care nu poate fi ignorat. Dacă timpul de coagulare este prea scurt, schimbul de solvent și non-solvent este insuficient, iar separarea fazelor polimerice este incompletă, structura membranei poate fi liberă, rezistența este insuficientă, iar porozitatea este scăzută, ceea ce nu poate satisface cerințele reale de filtrare. Odată cu prelungirea timpului de coagulare, procesul de separare a fazelor este mai complet, structura membranei se stabilizează treptat, iar porozitatea și dimensiunea porilor se vor schimba, de asemenea, în consecință. Cu toate acestea, un timp de coagulare prea lung nu este benefic, deoarece poate schimba performanța membranei și chiar poate provoca unele fenomene nedorite, cum ar fi contracția și deformarea membranei. Prin urmare, în producția reală, este necesar să se găsească un punct de echilibru adecvat de timp de solidificare pentru a se asigura că membrana are o structură și performanță bună. ​
Structura poroasă formată prin procesul de inversare a fazelor determină în mod direct performanța de filtrare a filtrului de membrană UF cu gradient PVDF din aliaj. Distribuția uniformă și rezonabilă a structurii porilor poate asigura că membrana menține un flux ridicat de apă, în timp ce interceptează eficient poluanții. În domeniul purificării apei potabile, această structură poroasă controlată cu precizie poate intercepta eficient bacteriile, virușii, coloidele și solidele suspendate în apă, permițând în același timp moleculele de apă să treacă lin pentru a asigura siguranța și puritatea apei potabile. În tratamentul apelor uzate industriale, pentru diferite tipuri de poluanți, structura membranei este ajustată prin procesul de inversare a fazelor, astfel încât să poată intercepta ioni de metale grele, poluanți organici, etc. ​
Nu numai că, structura poroasă formată din procesul de inversare a fazelor afectează și performanța anti-poluare a membranei. Structura rezonabilă a porilor poate reduce adsorbția și depunerea poluanților la suprafață și în interiorul membranei. Când poluanții contactează suprafața membranei, structura uniformă a porilor poate evita agregarea locală a poluanților și poate reduce riscul de poluare a membranei. Chiar dacă există o anumită cantitate de acumulare de poluanți pe suprafața membranei în timpul utilizării pe termen lung, metodele simple de curățare fizică sau chimică pot restabili cu ușurință fluxul de membrană, pot extinde durata de viață a membranei și pot reduce costul de întreținere al filtrului. ​
De la aranjamentul molecular la nivel microscopic până la performanța de filtrare macroscopică, procesul de inversare a fazelor joacă un rol decisiv în prepararea filtrelor cu membrană cu fibră goală cu gradient PVDF din aliaj. Prin controlul precis al factorilor precum compoziția băii de coagulare, temperatura și timpul de coagulare, membranele cu diferite structuri poroase sunt pregătite pentru a răspunde nevoilor de filtrare ale diferitelor câmpuri și scenarii. În viitor, odată cu îmbunătățirea continuă a cerințelor pentru tehnologia de filtrare, procesul de inversare a fazelor va continua să se dezvolte și să optimizeze, aducând performanțe mai bune la aliaj PVDF Gradient Hollow Fiber UF Filtru de membrană și jucând un rol mai important în asigurarea siguranței calității apei și promovarea dezvoltării diferitelor industrii.