疎水性フィルター膜と疎油性フィルター膜の原理、構造、用途の違いは何ですか?

疎水性と疎油性の両方のろ過膜は、液体と気体を分離するために使用されるろ過膜です。 ただし、それらの主な違いは、さまざまな種類の液体をはじく能力です。

疎水性メンブレンと疎油性メンブレンの構造の違いは、通常、合成繊維の不織布または合成繊維でできています。 繊維はランダムまたは均一なパターンで配置され、液体を遮断しながらガスを通過させる多孔質構造を作り出します。 メンブレンのポアサイズは、意図した用途に適していることを確認するために慎重に制御されています。

疎水性フィルター膜は、水をはじくように設計されており、通常、気流から水を除去する必要がある用途で使用されます。 これらの膜は通常、表面エネルギーが低く、表面を水で濡らさないポリテトラフルオロエチレン (PTFE) やポリプロピレンなどの材料で作られています。 疎水性膜は、有機物による汚れにも耐性があり、高温で動作できます。 対照的に、疎油性フィルター膜は、油やその他の疎水性液体をはじくように設計されています。 これらの膜は、通常、表面エネルギーが低く、油が表面を濡らさないシリコンやフッ素化ポリマーなどの材料で作られています。 疎油性膜は、食品産業や廃水処理など、液体の流れから油を除去する必要がある用途に使用できます。

疎水性および疎油性のメンブレンの表面は、ろ過性能を向上させるためにしばしば変更されます。 例えば、疎水性膜の表面は、過フッ素化化合物などの疎水性材料のコーティングで処理して、表面エネルギーをさらに減らし、撥水性を向上させることができます。 同様に、疎油性膜は、フッ素化ポリマーなどの疎油性材料のコーティングで処理して、撥油特性を高めることができます。 表面改質は、汚れを減らし、メンブレンの寿命を延ばすことにより、メンブレンの耐久性と寿命を改善することもできます。

疎水性フィルター膜は水をはじくように設計されています。つまり、気体を通過させ、液体をブロックします。 これは、表面エネルギーが低く、水との接触角が高い材料を使用することによって実現されます。 その結果、ガスを通過させながら、水溶液やミストを非常に効果的にろ過する膜が得られます。 疎水性ろ過膜は、換気、空気ろ過、水ろ過システムなどのさまざまな用途で一般的に使用されています。

疎油性メンブレンは、油やその他の有機液体をはじき、ガスを通過させるように設計されています。 これは、表面エネルギーが低く、油との接触角が高い材料を使用することによって実現されます。 疎油性ろ過膜は、石油化学産業、食品加工、医薬品製造など、油性または脂っこい液体のろ過を必要とする用途で一般的に使用されています。

結論として、疎水性メンブレンと疎油性メンブレンの主な違いは、さまざまな種類の液体をはじく能力です。 疎水性メンブレンは水をはじき、疎油性メンブレンは油やその他の有機液体をはじきます。 どちらのタイプの膜も合成繊維でできており、気体の通過を許可し、液体の通過をブロックするように設計されています。 どちらを選択するかは、特定のアプリケーションと、ろ過する必要がある液体の種類によって異なります。

引用

1.Kim, S., et al. "Oleophobicity of electrospun polyvinylidene fluoride (PVDF) nanofiber membranes modified with fluorinated silanes." Journal of Membrane Science, vol. 499, 2016, pp. 285-292.

2.Belfiore, L.A., et al. "Oleophobic ultrafiltration membranes prepared via surface-initiated polymerization of fluorinated methacrylates." Journal of Membrane Science, vol. 458, 2014, pp. 238-246.

3.Zhao, Y., et al. "Development of an oleophobic and hydrophilic thin-film composite membrane for fouling-resistant nanofiltration." Journal of Membrane Science, vol. 524, 2017, pp. 154-163.