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Ein Flachmembran-Gießsystem besteht im Wesentlichen aus vier Kernkomponenten: Gießmasseaufbereitung und -zuführung, Rakel-/Gießsystem, Phasenumkehr- und Erstarrungssystem sowie Nachbehandlungs- und Wickelsystem. Die Leistungsfähigkeit und Stabilität der Flachmembran-Gießanlage bestimmen die Qualität und die Eigenschaften der fertigen Membran.

Die TIPS-Technik (thermisch induzierte Phasentrennung) zur Herstellung mikroporöser Membranen mittels Hohlfasermembranspinnen basiert auf Temperaturänderungen. Das Grundprinzip besteht darin, ein Polymer bei hoher Temperatur in einem hochsiedenden, niedrigflüchtigen Lösungsmittel zu lösen, um eine homogene Lösung zu erhalten, die anschließend durch eine Spinndüse extrudiert wird. Während der Abkühlung nach der Extrusion findet eine Flüssig-Flüssig- oder Fest-Flüssig-Phasentrennung statt, wobei das System schließlich erstarrt und eine polymerreiche und eine lösungsmittelreiche Phase bildet. Durch anschließende Extraktion wird das Lösungsmittel entfernt; der zuvor von der lösungsmittelreichen Phase eingenommene Raum bildet die mikroporöse Struktur der Membran.

Das NIPS-Hohlfasermembranspinnen ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlfasermembranen mittels nicht-lösungsmittelinduzierter Phasentrennung (NIPS). Das Kernprinzip besteht darin, eine Polymerlösung durch eine Spinndüse in ein nicht-lösungsmittelhaltiges Koagulationsbad zu extrudieren. Dort bewirkt der Austausch von Lösungsmittel und Nicht-Lösungsmittel die Phasentrennung und Verfestigung des Polymers, wodurch eine Hohlstruktur mit asymmetrischer, poröser Morphologie entsteht. Dieses Verfahren findet breite Anwendung in der Wasseraufbereitung, der Gastrennung und in der Medizintechnik.

Die Schmelzextrusionsdüse, auch Schmelzspinndüse genannt, ist eine zentrale Präzisionskomponente im Schmelzspinnverfahren. Sie presst hochtemperierte Polymerschmelzen (z. B. PET-Polyester, PP-Polypropylen, PA-Nylon, PI-Polyimid) unter hohem Druck durch mikrostrukturierte Düsen mit Durchmessern von wenigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern, um gleichmäßige Endlosfilamente, Fasern oder Folien zu extrudieren. Ihre Konstruktion muss drei zentrale Herausforderungen meistern: die gleichmäßige Verteilung der Hochtemperaturschmelze, die präzise Formgebung und Steuerung sowie die Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß.

Diese Spinndüse kann sowohl im NIPS- als auch im TIPS-Verfahren sowie im Schmelzextrusionsverfahren eingesetzt werden. Die Schmelzextrusions-Spinndüse, auch Schmelzspinndüse genannt, ist eine zentrale Präzisionskomponente im Schmelzspinnverfahren. Sie presst hochtemperierte Polymerschmelzen (z. B. PET-Polyester, PP-Polypropylen, PA-Nylon, PI-Polyimid) unter hohem Druck durch mikrostrukturierte Düsen mit Durchmessern von wenigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern, um gleichmäßige Endlosfilamente, Fasern oder Folien zu extrudieren. Ihre Konstruktion muss drei zentrale Herausforderungen meistern: die gleichmäßige Verteilung der Hochtemperaturschmelze, die präzise Formgebung und Steuerung sowie die Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß.

Die TIPS-Spinndüse (Thermally Induced Phase Separation) – auch TIPS-Spinndüse genannt – ist eine zentrale Präzisionskomponente in der TIPS-Membran- und Faserherstellung. Sie presst eine heiße Polymer-Verdünnungsmittel-Lösung (z. B. PP-, PE-, PVDF- oder PES-Mischungen in hochsiedenden Verdünnungsmitteln) unter erhöhter Temperatur und hohem Druck durch mikrostrukturierte Öffnungen und Ringkanäle, um gleichmäßige Endlosfilamente oder Hohlfasern zu extrudieren. Die Auslassmerkmale variieren typischerweise von einigen zehn Mikrometern bis zu wenigen Millimetern und sind auf die gewünschte Lumengröße, Wandstärke und die Anforderungen an Permeabilität und Festigkeit abgestimmt. Unmittelbar nachgeschaltete kontrollierte Kühlung/Abschreckung löst die Phasentrennung und Verfestigung aus und bildet so die Porenstruktur der Membran.

Die Schmelzextrusionsdüse, auch Schmelzspinndüse genannt, ist eine zentrale Präzisionskomponente im Schmelzspinnverfahren. Sie presst hochtemperierte Polymerschmelzen (z. B. PET-Polyester, PP-Polypropylen, PA-Nylon, PI-Polyimid) unter hohem Druck durch mikrostrukturierte Düsen mit Durchmessern von wenigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern, um gleichmäßige Endlosfilamente, Fasern oder Folien zu extrudieren. Ihre Konstruktion muss drei zentrale Herausforderungen meistern: die gleichmäßige Verteilung der Hochtemperaturschmelze, die präzise Formgebung und Steuerung sowie die Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß.

Hohlfasermembran-Spinndüsen sind die Kernkomponenten für die Herstellung von Hohlfasermembranen. Ihre Struktur, Leistungsfähigkeit und Fertigungsgenauigkeit bestimmen direkt die Konzentrizität der Fasern, die Gleichmäßigkeit der Wandstärke, die Porengrößenverteilung, die mechanische Festigkeit und die Trennleistung.

Die Trustech FCT Homogene Membran-Spinndüse der 5. Generation ist eine Kernformungsanlage, die auf der Fast Change Technology (FCT) basiert. Mit ihrer Architektur aus geteiltem Spinkern und Strömungskanalplatte sowie einem hochpräzisen monolithischen Kern ist die Trustech Spinndüse speziell für die Herstellung homogener Polymermembranen konzipiert. Dazu gehören beispielsweise Membranen für die Gastrennung, Pervaporation und hochpräzise Filtration mit gleichmäßiger Struktur ohne ausgeprägten Porengradienten. Aufbauend auf den Stärken der FCT-Serie – hohe Präzision und einfache Wartung – wurden Düsenstruktur und -merkmale speziell optimiert, um die hohen Anforderungen an homogene Membranen hinsichtlich Zufuhrgleichmäßigkeit, Strukturstabilität und Leistungskonstanz zu erfüllen. Sie ermöglicht die großtechnische und qualitativ hochwertige Produktion homogener Membranen und erzielt eine hohe Homogenität über alle Poren und Chargen hinweg.