Hilera de membrana de fibra hueca con canal multinúcleo

10. Detalles de la colaboración y resultados técnicos:

En 2017, LSJ Filter Technology, especialista nacional en I+D de membranas, lanzó un proyecto para desarrollar membranas compuestas multicanal de alto rendimiento que superaran las limitaciones de flujo y transferencia de masa de las fibras huecas monocanal convencionales. El cliente planeaba adoptar la tecnología de hilado multinúcleo para construir múltiples canales de guía de flujo distribuidos uniformemente dentro de una sola fibra, formando una estructura de "una capa, múltiples núcleos". Esta arquitectura aumenta significativamente la superficie específica, reduce la resistencia a la filtración y mejora el transporte hidráulico, lo que la hace adecuada para escenarios de remediación ambiental y purificación de agua con alta carga y propensión a la contaminación.

La hilera multinúcleo de Trustech permite que el polímero fluya a lo largo de su capa exterior, mientras que el fluido de perforación (agente formador de poros) se distribuye a través de múltiples microorificios dispuestos con precisión en su interior, lo que produce una fibra hueca especial con varios canales internos paralelos dentro de una sola hebra. El principal reto de la hilera multinúcleo de Trustech fue garantizar la uniformidad estructural y la consistencia del rendimiento de las fibras finales, lo que requiere que cada orificio de fluido de perforación dentro de la hilera sea altamente consistente en tamaño, geometría y características de la trayectoria de flujo interna. Incluso pequeñas desviaciones pueden causar velocidades desiguales del fluido de perforación, lo que genera estructuras multicanal irregulares y afecta negativamente la precisión de la separación y la resistencia mecánica.

I. Avances en hileras multinúcleo: distribución uniforme del fluido en el orificio y optimización estructural

Diseño de distribución multinúcleo: La hilera multinúcleo de Trustech adopta un flujo de dope en la capa exterior con distribución de fluido en el orificio multiorificio, compatible con configuraciones de 3, 4, 5 y 7 núcleos. Mediante una guía cónica y un divisor de flujo cruzado, garantiza tamaños de orificio idénticos y controla la fluctuación de la distribución de fluido en el orificio a <3%, garantizando así la uniformidad estructural de la fibra.

● Control de precisión de los orificios del orificio: con una tolerancia de apertura de ±0,002 mm y una concentricidad de ensamblaje de 0,005 mm, la variación del diámetro del orificio del orificio se mantiene dentro de 0,004 mm; la fluctuación del espesor de la pared de la fibra es <5%, lo que mejora notablemente la consistencia del flujo y la eficiencia de separación.

● Compatibilidad con NIPS: Las estructuras de guía de flujo escalonadas personalizadas ajustan las tasas de difusión del fluido de perforación y del polímero en el baño de coagulación, evitando regiones localmente densas o sueltas en la fibra y mejorando la uniformidad de la distribución de los poros.

II. Optimización del proceso NIPS: control de la separación de fases y mejora del rendimiento de la fibra

● Ajuste rápido de separación de fases: una estructura antihinchazón en la hilera multinúcleo regula la tasa de intercambio entre el fluido de perforación y el baño de coagulación (por ejemplo, mezclas de agua/DMAC), formando un compuesto uniforme de poros similares a dedos y esponjas, lo que aumenta la resistencia a la compresión y estabiliza el flujo (fluctuación <5%).

● Optimización de la hidrofilicidad: la distribución uniforme del fluido en el orificio produce una hidrofilicidad de la superficie constante; el ángulo de contacto del agua disminuye y el flujo de agua pura es alto y el rendimiento antiincrustante mejora significativamente.

● Confiabilidad del material: La hilera de acero inoxidable presenta un endurecimiento superficial para una mejor resistencia a la corrosión, adecuada para uso a largo plazo con solventes NIPS como DMAC.

III. Configuraciones multinúcleo flexibles y mayor eficiencia de producción

● Opciones flexibles de recuento de núcleos: Trustech puede personalizar diseños de 3 a 7 núcleos para que los clientes puedan elegir cantidades de núcleos adecuadas para escenarios específicos de tratamiento de agua (por ejemplo, aguas residuales municipales, aguas residuales industriales), lo que permite una rápida transición de la escala de laboratorio a la producción en masa.

● Ganancias en la eficiencia de producción: El diseño de múltiples núcleos aumenta el área de filtración efectiva por unidad de tiempo de hilado de 3 a 5 veces en comparación con las hileras de un solo núcleo tradicionales, lo que aumenta el rendimiento y reduce el costo de producción.

● Fácil mantenimiento: Disponible en construcciones convencionales o con módulos de núcleo de fluido desmontables; un núcleo defectuoso se puede reemplazar de forma independiente, lo que simplifica el mantenimiento y se adapta a los cambios en la formulación del material.