熱誘起相分離微多孔膜の加工と制御のポイント

熱誘起相分離 (TIPS) は、精密濾過膜の製造に広く使用されている方法です。 これには、ポリマーと希釈剤 (通常は低分子量化合物) の均一な混合物の形成と、それに続く制御された冷却プロセスが含まれ、ポリマーと希釈剤が相分離します。 相分離により多孔質構造が生成され、冷却または溶媒抽出によってさらに固化して、目的の微多孔膜を得ることができます。

TIPS の詳細なプロセス条件には、次の手順が含まれます。

1.ポリマーの選択: 耐薬品性、機械的強度、ろ過性能などの必要な特性を備えた適切なポリマーを選択します。 TIPS で使用される一般的なポリマーには、ポリプロピレン (PP)、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)、ポリエチレン (PE)、およびポリフッ化ビニリデン (PVDF) が含まれます。

2.希釈剤の選択: 希釈剤を選択するときは、ポリマーと希釈剤の相溶性を考慮する必要があります。 選択したポリマーと適合し、融点または沸点がわかっている希釈剤を選択できるため、加熱時に均一な希釈剤を形成できます。 一般的な希釈剤には、パラフィン、ナフタレン、フタル酸ジブチルなどがあります。

混合物の準備: ポリマーと希釈剤を完全に溶解するまで一緒に加熱して均一な混合物を準備します。均一な混合物を達成し、最終フィルムの欠陥を回避するには適切な混合と加熱が重要です。実際の製造では、混合物は 通常、ポリマーと希釈剤の融点を超える温度まで加熱されます。

3.冷却工程：混合物を冷却して相分離を引き起こし、多孔質構造を形成します。 冷却速度、温度、および冷却時間は、フィルムの細孔サイズ、形態、および全体の構造に大きな影響を与える可能性があり、冷却速度の制御は、望ましい細孔サイズと形態を達成するために重要です。 一般に、冷却速度が遅いと細孔サイズは大きくなり、冷却速度が速いと細孔サイズは小さくなります。

4.硬化: 望ましい多孔質構造が得られたら、さらに冷却するか溶媒抽出して希釈剤を除去することによって膜を硬化させます。 場合によっては、抽出プロセスを促進するために非溶媒を添加することができ、固化方法 (冷却または溶媒抽出) と条件を正しく選択することで、膜の機械的強度と濾過性能を保証できます。

5.後処理：実際の適用プロセスでは、各顧客は膜に対して異なる要件を持っています。 したがって、必要な効果を達成するには、膜を後処理する必要があります。 焼鈍や表面改質等の対策が行われます。お客様の要求する規格に合わせて、特性や性能を向上させるための追加加工を行います。

要約すると、熱誘起相分離は、微多孔性濾過膜を製造するための多用途の技術です。 詳細なプロセス条件と臨界点の制御は、膜の最終的な特性と性能を決定する上で重要な役割を果たします。

引用

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