Kako proces inverzije faze oblikuje poroznu strukturu legure pvdf gradijenta šupljeg vlakana UF membranskog filtra?

U postupku pripreme legura pvdf gradijent šuplje vlakna UF membranski filter , postupak inverzije faze ključna je veza za utvrđivanje njegove performanse. Ovaj postupak nije povezan samo s stvaranjem mikrostrukture membrane, već također ima dubok utjecaj na performanse aplikacije filtra u različitim poljima. Od predenja do formiranja šupljih vlakana do konačne porozne strukture, kako funkcionira proces inverzije faze i kako oblikovati membranu filtra koja zadovoljava specifične potrebe? ​
Jezgra legura PVDF gradijentnog filtra šupljeg vlakana UF membrana leži u njegovoj jedinstvenoj strukturi membrane, a proces inverzije faze je kamen temeljac izgradnje ove strukture. Kad je postupak predenja završen i u početku se formira šuplja vlakna, uronjeno je u kupatilo za koagulaciju. U ovom trenutku, razlika koncentracije i razlika u kemijskom potencijalu postaju pokretačka snaga cijelog procesa. Otapalo u otopini za predenje počinje se mijenjati s ne-otapalom u kupaonici koagulacije. U ovom se procesu polimer postupno odvaja od otopine i konačno tvori poroznu strukturu. Ovaj naizgled jednostavan postupak zapravo sadrži složene fizičke i kemijske promjene, a svaki detalj utječe na konačnu izvedbu membrane.
Sastav koagulacijske kupke igra ključnu ulogu u procesu inverzije faze. Različita otapala za kupanje u koagulaciji promijenit će brzinu i mehanizam odvajanja faze. Odabir određenog otapala za kupanje koagulacije može brže učiniti postupak inverzije faze, polimer se brzo taloži i tvori labavu strukturu s relativno velikom veličinom pora; Iako drugo otapalo može učiniti postupak inverzije faze sporije, a polimer ima više vremena za organiziranje, formirajući na taj način membranu s ujednačenom veličinom pora i gustom strukturom. Osim toga, različiti aditivi dodani u kupaonicu koagulacije također će utjecati na strukturu membrane. Neki aditivi mogu promijeniti tečaj između otapala i ne-otapala, ili utjecati na način agregacije polimernih molekula, dobivajući tako membrane s različitom raspodjelom poroznosti i strukture pora. Ove različite strukturne karakteristike čine leguru PVDF gradijentnog UF membranskog filtra šupljeg vlakana prikladnim za različite scenarije filtracije, od uklanjanja velikih nečistoća čestica do presretanja sitnih mikroorganizama i organskih molekula. ​
Temperatura koagulacijske kupke također je važan faktor koji utječe na proces inverzije faze. Niža temperatura kupke za koagulaciju usporit će tečaj između otapala i ne-otapala, čineći postupak inverzije faze glatkijim. U ovom slučaju, polimerne molekule imaju više vremena za organiziranje, što pomaže u stvaranju jednolične strukture pora. Veće temperature ubrzat će postupak razmjene, a odvajanje faza pojavit će se brzo, što može dovesti do neravnih struktura pora, pa čak i nepravilnih velikih pora. Precizno kontrolirajući temperaturu kupaonice koagulacije, osoblje za pripremu može prilagoditi strukturu membrane prema stvarnim potrebama. Na primjer, u scenarijima u kojima je potrebna visoka precizna filtracija, temperatura kupanja koagulacije se spušta kako bi se dobila membrana s manjom veličinom pora i ujednačenom raspodjelom kako bi se osiguralo učinkovito presretanje sitnih čestica i nečistoća; Dok se u aplikacijama koje slijede visoki tok vode, temperatura se na odgovarajući način povećava kako bi se tvorila struktura membrane s većom veličinom pora i većom poroznošću. ​
Vrijeme koagulacije je također faktor koji se ne može zanemariti. Ako je vrijeme koagulacije prekratko, razmjena otapala i ne-otapala nije dovoljna, a razdvajanje polimerne faze nepotpuno, membranska struktura može biti labava, čvrstoća nije dovoljna, a poroznost je niska, što ne može udovoljiti stvarnim zahtjevima za filtracijom. S produženjem vremena koagulacije, postupak odvajanja faze je potpuniji, struktura membrane postupno se stabilizira, a poroznost i veličina pora također će se u skladu s tim promijeniti. Međutim, predugo vrijeme koagulacije nije korisno, jer može promijeniti izvedbu membrane, pa čak i uzrokovati neke nepoželjne pojave, poput skupljanja i deformacije membrane. Stoga je u stvarnoj proizvodnji potrebno pronaći odgovarajuću točku uravnoteženja vremena za učvršćivanje kako bi se osiguralo da membrana ima dobru strukturu i performanse. ​
Porozna struktura formirana postupkom inverzije faze izravno određuje performanse filtracije legure PVDF gradijentnog UF membranskog filtra šupljeg vlakana. Ujednačena i razumna raspodjela strukture pora može osigurati da membrana održava visoki tok vode, a istovremeno učinkovito presreće zagađivače. U području pročišćavanja pitke vode, ta precizno kontrolirana porozna struktura može učinkovito presretati bakterije, viruse, koloide i suspendirane krute tvari u vodi, a istovremeno dopuštajući da molekule vode prolaze glatko kako bi se osigurala sigurnost i čistoća pitke vode. U industrijskom pročišćavanju otpadnih voda, za različite vrste onečišćujućih tvari, struktura membrane prilagođava se postupkom inverzije faze, tako da može na ciljano presretati ione teških metala, organske zagađivače itd. I postići pročišćavanje otpadnih voda i oporavak resursa. ​
I ne samo to, porozna struktura nastala postupkom inverzije faze također utječe na performanse anti-zagađenja membrane. Razumna struktura pora može smanjiti adsorpciju i taloženje zagađivača na površini i unutar membrane. Kada zagađivači kontaktiraju površinu membrane, ujednačena struktura pora može izbjeći lokalno združivanje zagađivača i smanjiti rizik od onečišćenja membrane. Čak i ako postoji određena količina akumulacije onečišćujućih tvari na površini membrane tijekom dugotrajne uporabe, jednostavne metode fizičkog ili kemijskog čišćenja mogu lako vratiti tok membrane, proširiti radni vijek membrane i smanjiti troškove održavanja filtra. ​
Od molekularnog rasporeda na mikroskopskoj razini do performansi makroskopske filtracije, proces inverzije faze igra odlučujuću ulogu u pripremi legura PVDF gradijentnog udubljenja UF membranskih filtera. Kroz preciznu kontrolu čimbenika kao što su sastav koagulacije, temperatura i vrijeme koagulacije, membrane s različitim poroznim strukturama pripremljene su kako bi zadovoljile potrebe za filtracijom različitih polja i scenarija. U budućnosti, s kontinuiranim poboljšanjem zahtjeva za tehnologijom filtracije, proces inverzije faze nastavit će se razvijati i optimizirati, donoseći bolje performanse u leguru PVDF gradijentnog filtra šupljeg vlakana UF membrane i igrajući važniju ulogu u osiguravanju sigurnosti kvalitete vode i promicanja razvoja različitih industrija.