Die Phaseninversionsmethode der Immersionsfällung ist eine weit verbreitete Technik bei der Herstellung von Mikrofiltrationsmembranen. Bei dieser Methode wird grundsätzlich eine Polymerlösung verwendet, diese auf ein Trägermaterial gegossen und dann in ein Nichtlösungsmittelbad getaucht, um eine Phasentrennung herbeizuführen, was zu einer porösen Membranstruktur führt. Das Verfahren eignet sich für verschiedene Arten von mikroporösen Filtrationsmembranen, einschließlich Polysulfon (PS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethersulfon (PES), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN) usw. Polymermaterialien.
Der Prozess der Immersions-Niederschlagsphasenumkehr
1. Vorbereitung einer Polymerlösung: Auflösen eines geeigneten Polymers in einem Lösungsmittel, um eine homogene Polymerlösung zu erzeugen. Die Wahl des Polymers und des Lösungsmittels ist entscheidend, da sie die endgültigen Eigenschaften der Membran beeinflusst, einschließlich Porengröße, Porosität, mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit.
2. Gießlösung: Gießen Sie die Polymerlösung mit einem Gießmesser oder einem Schaber auf ein Trägermaterial, normalerweise einen Vliesstoff oder eine Glasplatte. Die Dicke des gegossenen Films kann angepasst werden, um die Dicke des endgültigen Films zu steuern.
3. Tauchfällungsmethode: Der Gussfilm wird sofort in ein Koagulationsbad eingetaucht, das ein Nichtlösungsmittel, normalerweise Wasser oder eine Mischung aus Wasser und anderen Lösungsmitteln, enthält. Das Nichtlösungsmittel induziert eine Phasentrennung, was zur Bildung von Poren im 1. führt Polymermatrix, Lösungsmittel und Nichtlösungsmittel Durch den Lösungsmittelaustausch verfestigt sich das Polymer und bildet eine poröse Membranstruktur.
4. Waschen und trocknen, nach der Filmbildung mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln waschen, um restliche Lösungsmittel zu entfernen. Anschließend wird der Film bei Umgebungstemperatur oder erhöhter Temperatur getrocknet, um etwaige restliche Lösungsmittel und Nichtlösungsmittel zu entfernen.
Welche Vorteile bietet das Verfahren der submersen Niederschlagsphasenumkehr?
1. Vielseitigkeit: Mit der Immersionsfällungs-Phaseninversionsmethode können Membranen mit unterschiedlichen Porengrößen und Porositäten hergestellt werden, abhängig vom verwendeten spezifischen Polymer-, Lösungsmittel- und Nichtlösungsmittelsystem.
2. Skalierbarkeit: Der Prozess lässt sich leicht für die industrielle Produktion skalieren, was ihn zu einer beliebten Wahl für Membranhersteller macht.
3. Kontrollieren Sie die Eigenschaften des Films. Durch Anpassung der Gießbedingungen, der Zusammensetzung der Polymerlösung und der Zusammensetzung des Koagulationsbades können die Eigenschaften des Endfilms entsprechend der spezifischen Anwendung angepasst werden.
Was sind die Nachteile des Immersionsfällungs-Phaseninversionsverfahrens?
1. Umweltprobleme: Die Verwendung organischer Lösungsmittel in diesem Prozess birgt Risiken für die Umwelt und die Gesundheit. Um diese Risiken zu mindern, ist eine ordnungsgemäße Handhabung und Entsorgung dieser Lösungsmittel erforderlich.
2. Begrenzte Kontrolle über die Porenstruktur Obwohl diese Methode eine gewisse Kontrolle über die Eigenschaften der Membran ermöglicht, kann es schwierig sein, eine gleichmäßige Porengröße und -verteilung zu erreichen.
3. Polymer-Lösungsmittel-Kompatibilität: Die Auswahl der Polymere und Lösungsmittel ist auf diejenigen Polymere und Lösungsmittel beschränkt, die miteinander kompatibel sind. Einige Polymere sind möglicherweise nur in einer begrenzten Anzahl von Lösungsmitteln löslich, was die Art der Membranen einschränkt, die mit dieser Methode hergestellt werden können.
Welche Membrantypen eignen sich für das Immersionsfällungs-Phaseninversionsverfahren?
Das Imprägnierungs-Fällungs-Phaseninversionsverfahren eignet sich für die Herstellung verschiedener Arten mikroporöser Filtrationsmembranen, darunter:
1. Ultrafiltrationsmembranen (UF). Diese Membranen haben eine Porengröße von 10 bis 100 nm und werden zur Trennung von Makromolekülen, Kolloiden und suspendierten Partikeln verwendet.
2. Mikrofiltrationsmembranen (MF). Diese Membranen haben eine Porengröße von 0,1 bis 10 µm und werden zur Trennung von Bakterien, Viren und Schwebstoffen aus Flüssigkeiten verwendet.
3. Gastrennungsmembranen. Diese Membranen können in Gastrennungsanwendungen wie der Luftzerlegung und der Erdgasreinigung eingesetzt werden.
Die Immersionsfällungs-Phaseninversionsmethode ist eine vielseitige und weit verbreitete Technik zur Herstellung von Mikrofiltrationsmembranen, die die Kontrolle der Membraneigenschaften und der Skalierbarkeit ermöglicht. Dieses Verfahren hat jedoch mehrere Nachteile, darunter Umweltbedenken und Einschränkungen bei der Polymer-Lösungsmittel-Kompatibilität.
Zitat
1.Sun, Y., Wang, Q.,Liu, J., Liu, Y., Li, Z. (2013). Preparation of polystyrene/PMMA core-shellnanoparticles using the submerged precipitation phase inversion method. Journalof Polymer Research , 20(7), 1-8. doi: 10.1007/s10965-013-0171-1
2. Yang, Y., Zhang,Y., Chen, Y., Zhao, D., Li, J., Zhang, X. (2016). Preparation andcharacterization of poly(ε-caprolactone)-poly(ethylene glycol)-poly(ε-caprolactone) nanoparticles for drug delivery. Journal ofNanomaterials, 2016, 1-10. doi: 10.1155/2016/9564567
3.Wang, M., Li, Y.,Yang, Y., Li, J., Zhang, X. (2019). Preparation and characterization ofpoly(ε-caprolactone)-polyethylene glycol-poly(ε-caprolactone) nanoparticlesloaded with docetaxel. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, 30(5),317-332. doi: 10.1080/09205063.2019.1582474
Der Prozess der Immersions-Niederschlagsphasenumkehr
Welche Vorteile bietet das Verfahren der submersen Niederschlagsphasenumkehr?
Welche Membrantypen eignen sich für das Immersionsfällungs-Phaseninversionsverfahren?