مغزل الألياف المجوفة

تُعدّ مغزل فصل الطور المُحفّز حراريًا (TIPS)، والمعروفة أيضًا باسم مغزل غزل أغشية TIPS، عنصرًا دقيقًا بالغ الأهمية يُستخدم في تصنيع الأغشية والألياف البوليمرية القائمة على تقنية TIPS. فهي تُوصل وتُشكّل بدقة مزيجًا مُسخّنًا من البوليمر والمُخفّف (مثل مزيج PP أو PE أو PVDF أو PES المُذاب في مُخفّفات ذات نقطة غليان عالية) عبر فتحات دقيقة وقنوات تدفق حلقية، وذلك في ظل ظروف مُتحكّم بها من حيث درجة الحرارة والضغط، مما يُتيح البثق المُستمر لخيوط مُنتظمة أو ألياف مجوفة. وتتراوح أبعاد الفتحات عادةً من عشرات الميكرومترات إلى بضعة ملليمترات، وذلك حسب قطر التجويف المطلوب، وسُمك جدار الغشاء، والتوازن بين النفاذية والقوة الميكانيكية. وبعد البثق، يُحفّز التبريد أو التبريد السريع المُتحكّم به فصل الطور والتصلّب، مُشكّلاً بذلك بنية الغشاء المسامية المطلوبة.

تُعدّ فوهة الغزل ثنائية الطبقات، والمعروفة أيضًا باسم فوهة غزل الأغشية المركبة، عنصرًا أساسيًا في عمليات تصنيع أغشية الفصل والترشيح. فمن خلال عملية بثق مشترك واحدة، تجمع هذه الفوهة بدقة بين مادتين وظيفيتين أو أكثر في بنية متعددة الطبقات مصممة خصيصًا، ثم تُشكّلها في غشاء متعدد الطبقات عبر فتحات أو شقوق دقيقة بحجم الميكرون. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في تحقيق توزيع وتكديس وتشكيل مستقر ودقيق وقابل للتحكم في تدفقات السوائل المتعددة داخل نظام قنوات تدفق دقيق الحجم.

تُعدّ مغزل البثق بالصهر، أو مغزل الغزل بالصهر، عنصرًا أساسيًا ودقيقًا في عمليات الغزل بالصهر. فهي تدفع مصهورات البوليمر عالية الحرارة (مثل البوليستر PET، والبولي بروبيلين PP، والنايلون PA، والبولي إيميد PI) عبر فتحات دقيقة الصنع تحت ضغط عالٍ، يتراوح قطرها عادةً من عشرات الميكرومترات إلى بضعة ملليمترات، لبثق خيوط أو ألياف أو أغشية متصلة بشكل متجانس. ويجب أن يُراعي تصميمها ثلاثة تحديات رئيسية: التوزيع المتجانس للمصهور عالي الحرارة، والتشكيل والتحكم الدقيقين، ومقاومة التآكل والاهتراء.

يمكن استخدام هذه المغزلة الدوارة في طرق NIPS وTIPS والبثق بالصهر. تُعدّ مغزلة البثق بالصهر، والتي تُسمى أيضًا مغزلة الغزل بالصهر، عنصرًا أساسيًا دقيقًا في عمليات الغزل بالصهر. فهي تدفع مصهورات البوليمر عالية الحرارة (مثل البوليستر PET، والبولي بروبيلين PP، والنايلون PA، والبولي إيميد PI) عبر فتحات دقيقة الصنع تحت ضغط عالٍ، بأقطار تتراوح عادةً من عشرات الميكرومترات إلى بضعة ملليمترات، لبثق خيوط أو ألياف أو أغشية متصلة بشكل متجانس. يجب أن يُراعي تصميمها ثلاثة تحديات رئيسية: التوزيع المتجانس للمصهور عالي الحرارة، والتشكيل والتحكم الدقيقين، ومقاومة التآكل والتلف.

تُعدّ مغزل فصل الطور المُحفّز حراريًا (TIPS)، أو ما يُعرف أيضًا بمغزل غزل TIPS، عنصرًا أساسيًا ودقيقًا في إنتاج أغشية وألياف TIPS. يقوم هذا المغزل بدفع محلول بوليمر ساخن مع مخفف (مثل مزيج من البولي بروبيلين، والبولي إيثيلين، والبولي فينيليدين فلورايد، والبولي إيثر سلفون في مخففات عالية الغليان) عبر فتحات دقيقة وقنوات حلقية تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين، وذلك لإنتاج خيوط متصلة أو ألياف مجوفة بشكل منتظم. تتراوح أبعاد فتحات المغزل عادةً من عشرات الميكرومترات إلى بضعة ملليمترات، وهي مصممة خصيصًا لتناسب حجم التجويف، وسُمك الجدار، ومتطلبات النفاذية والقوة. مباشرةً بعد ذلك، يؤدي التبريد/التبريد السريع المُتحكم به إلى فصل الطور والتصلب، مما يُشكّل بنية مسام الغشاء.