Polymerfaserspinnen, Kernfaserverstärkte Spinndüse
Produktübersicht
Die Spinndüse ermöglicht die koaxiale Co-Extrusion mit drei oder mehreren Strömen nebeneinander: Die äußere Schicht besteht aus der Polymerlösung, die innere aus der Bohrflüssigkeit, und gleichzeitig werden ein oder drei Verstärkungsfilamente zugeführt. Durch geometrische Vorgaben und Spannungsregelung entsteht innerhalb der Membranwand eine reproduzierbare, gleichmäßige und positionierbare Rippen-Matrix-Verbundstruktur.
Die Spinndüse ist im Wesentlichen ein Präzisionsgerät für die „Mehrmaterial-Koextrusion“ und unterscheidet sich von integrierten Rippen, durch die Membran selbst gebildeten Vorsprüngen oder nachträglicher Verstärkung. Sie ermöglicht die einstufige Koextrusion von Verstärkungsfilament und Membrankörper und bietet damit eine Lösung für die unzureichende Trocken-/Nassfestigkeit und die Filamentbruchprobleme von nassverarbeiteten NIPS-Membranen, insbesondere von Polymermembranen.
Strukturelle Merkmale
Mehrkanaliges Koaxialdesign, präzise Platzierung der Verstärkungsfilamente
Trustech Spinneret – Wichtige Designelemente
Diese Parameter sind grundlegend für die Konstruktion von Spinndüsen und bestimmen direkt die endgültige Leistungsfähigkeit der Membran:
Parameter | Beschreibung | Einfluss auf die Membranleistung |
| Strömungskanal (R) | Der Verteiler für den Transport, die Pufferung und die Verteilung der Schmier- und Bohrflüssigkeiten. | Um eine optimale Spinnleistung zu erzielen, sollten unterschiedliche Strukturen hinsichtlich Materialeigenschaften, Viskosität, Düsenöffnungsgröße und Lochanzahl optimiert werden. |
| Ringspaltbreite (d) | Der Spalt (die Dicke) des Dope-Flusskanals. | Sie bestimmt in erster Linie die Wandstärke der Hohlfasern. Schmalere Spalte führen zu dünneren Wänden und einem geringeren Stofftransportwiderstand, können aber die mechanische Festigkeit verringern. |
| Außendurchmesser des Bohrrohrs (d₁) | Der Außendurchmesser des zentralen Rohrs, das die Innenwand des ringförmigen Spalts bildet. | Zusammen mit dem Innendurchmesser der Außenhülse bestimmt er die Breite des Ringspalts. |
| Außenhülseninnendurchmesser (d₂) | Der Innendurchmesser der äußeren Hülse der Spinndüse, die die Außenwand des ringförmigen Spalts bildet. | Zusammen mit dem Außendurchmesser des Bohrrohrs bestimmt er die Ringspaltbreite und den Faseraußendurchmesser. |
| Innendurchmesser des Zentralrohrs (d₃) | Der Durchmesser des Bohrflüssigkeitskanals. | Er bestimmt in erster Linie den Innendurchmesser der Faser. Der Innendurchmesser beeinflusst die Packungsdichte des Membranmoduls und den Druckabfall der Flüssigkeit innerhalb der Faser. |
| Längen-Spalt-Verhältnis (L/d) | Das Verhältnis der Strömungskanallänge (L) zur Ringspaltbreite (d). | Es beeinflusst die Spinnstabilität. Die Wahl eines geeigneten L/d-Verhältnisses entsprechend den Materialeigenschaften und Prozessbedingungen trägt zur Stabilisierung des Flusses und zur Vermeidung von Eintrittseffekten bei, was zu einer gleichmäßigeren extrudierten Fasermembran führt. |
| Konzentrizität | Die koaxiale Ausrichtung zwischen dem Innendurchmesser der Spinnschicht am Spinndüsenauslass und dem Innen- und Außendurchmesser des Bohrrohrs. | Es beeinflusst die Gleichmäßigkeit der Wandstärke und den Blasendruck. |
| Geometrie der Extrusionsfläche | Die vornehmste Geometrie der Spinndüse, z. B. flach oder mikrokonisch. | Es beeinflusst den Materialabzug und die Verformung nach der Extrusion, was insbesondere für das Luftspaltsegment beim Trocken-Nass-Spinnverfahren von Bedeutung ist. |
Die Vorteile der Trustech-Kernfaserverstärkten Spinndüse Trustech
Verbessert die mechanischen Eigenschaften, ohne die Trennleistung zu beeinträchtigen. Ein oder drei hochfeste Feinfasern werden beim Spinnen stabil in die Membranwand eingebracht und mit der Matrix verbunden. Dies verbessert die Zugfestigkeit und die Beständigkeit gegen Sprödbruch deutlich, während die Hohlstruktur und die Trenngenauigkeit erhalten bleiben.
Unabhängige, mehrkanalige, koaxiale Konvergenz, wobei die Filamentkanalabmessungen genau auf den Filamentdurchmesser abgestimmt sind. Unter Zug- und geometrischen Randbedingungen bildet sich eine positionierbare „Rippen-Matrix“-Verbundstruktur, die ein Freilegen der Filamente und eine ungleichmäßige Festigkeit verhindert.
Durch erzwungene synchrone Koformung und optimierte Strömungsweggestaltung wird eine ungestörte Phasentrennung, eine gleichmäßige Porenstruktur (Abweichung des Porenanteils ≤ 3 %) und ein nicht kollabierendes Lumen gewährleistet, was ein stabiles kontinuierliches Spinnen und eine hohe Ausbeute ermöglicht.
Produktparameter
Marke | Trustech | Anwendung | NIPS/Rippenverstärkung |
| Material | SUS304, SUS630, SUS316L | Löcher/ Packung | Einzelloch |
| Öleinlassgewinde | G1/8, BSP1/8, NPT1/8 | Minimale Membran-OD | 1.2 |
| Gewinde für Flüssigkeitseinlassbohrung | G1/8, BSP1/8, NPT1/8 | Thread anpassen | Ja |
| Präzision | ±0,002 mm | Konzentrizität | 0,003 mm |
| Design | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Verbindungen | Standard |
| Viskositätsanwendung | 1000-300000 cP | Rauheit | Ra 0,2–0,8 |
| Lösungsmittel | DMAC, DMF, NMP | Temperatur | 150℃ |
Geeignete Materialien
PET (Polyethylenterephthalat), PP (Polypropylen), PA6 (Polyamid 6), PE (Polyethylen), PLA (Polylactid), TPU (Thermoplastisches Polyurethan), PPS (Polyphenylensulfid), PTT (Polytrimethylenterephthalat), PBT (Polybutylenterephthalat), PVA (Polyvinylalkohol), PAN (Polyacrylnitril), PEEK (Polyetheretherketon), PVDF-HFP (Polyvinylidenfluorid-co-Hexafluorpropylen)
Funktionale Merkmale
Optimiert für Nassverfahren bei NIPS, mit ausgewogenem Verhältnis von Festigkeit und Trennleistung
Durch die Steuerung der Zuführgeschwindigkeit des Verstärkungsfilaments auf eine Abweichung der Extrusionsgeschwindigkeit der Spinnlösung von ≤ 5 % werden Filament und Spinnlösung gleichzeitig an der Spinndüse extrudiert und gelangen anschließend gemeinsam in das Koagulationsbad zur Phasentrennung. Dies gewährleistet eine dichte Verbindung zwischen Filament und Membran ohne Lücken oder Delamination (Schälfestigkeit ≥ 5 N/cm).
Die Gestaltung des Strömungskanals im Dosierkanal, z. B. ein sich verjüngender Auslass, abgerundete Ecken ohne Totzonen, gewährleistet einen gleichmäßigen Dosierausfluss und vermeidet Strömungsstörungen, die durch den Filamentkanal verursacht werden. Dadurch werden Membrandefekte wie ungleichmäßige Porosität oder Nadellöcher verhindert und die Trenngenauigkeit aufrechterhalten (z. B. MWCO-Abweichung ≤ 10 %).
Der ringförmige Spalt zwischen den Kanälen für Bohrflüssigkeit und Spritzpaste ist gleichmäßig (Abweichung ≤ 0,01 mm). Selbst mit zusätzlichen Verstärkungsfasern benetzt die Bohrflüssigkeit die Innenfläche der Spritzpaste gleichmäßig und bildet so ein Lumen mit stabilen Abmessungen und einer Abweichung des Porenanteils von ≤ 3 %, wodurch ein Kollaps oder eine Verformung des Lumens verhindert wird.
Allgemeine Spezifikationen
| NEIN. | Allgemeine Spezifikation | Anwendung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Typ |
| 1 | 1.2/ 0.8/0.5 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 2 | 1.3/0.7/0.4 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 3 | 1.3/0.8/0.5 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 4 | 1.3/1.0/0.7 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 5 | 1.4/0.7/0.4 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 6 | 1.4/0.9/0.6 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 7 | 1.4/1.0/0.8 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 8 | 1.6/0.8/0.5 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 9 | 1.6/0.9/0.6 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 10 | 1.8/0.9/0.5 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 11 | 1.8/1.2/0.6 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 12 | 1.8/1.2/0.8 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 13 | 2.3/1.5/1.0 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 14 | 2.3/1.5/1.2 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 15 | 2.7/1.5/1.2 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 16 | 2.2/1.7/1.4 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
| 17 | 2.7/2.2/1.9 | NIPS/Rippenverstärkung | Konventionelle Ausführung mit Rippenverstärkung | Einzel-/Mehrfachblende |
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