Trustech, fabricant leader de machines à filer les membranes à fibres creuses et de filières
CONSEILS Filage de fibres polymères Filage par fusion Filature à 32 trous
La filière TIPS (Thermally Induced Phase Separation), également appelée filière de filage TIPS, est un composant de précision essentiel à la production de membranes et de fibres TIPS. Elle force une solution chaude de polymère et de diluant (par exemple, des mélanges de PP, PE, PVDF ou PES dans des diluants à point d'ébullition élevé) à travers des orifices microfabriqués et des canaux annulaires sous haute température et pression, afin d'extruder uniformément des filaments continus ou des fibres creuses. Les dimensions des orifices de sortie varient généralement de quelques dizaines de micromètres à quelques millimètres, et sont adaptées à la taille du lumen, à l'épaisseur de paroi et aux exigences de perméabilité et de résistance souhaitées. Immédiatement en aval, un refroidissement contrôlé déclenche la séparation de phases et la solidification, établissant ainsi la structure poreuse de la membrane.
À l’instar des filières d’extrusion à chaud, les filières TIPS doivent relever trois défis majeurs, en mettant l’accent sur la stabilité thermique et la rhéologie de la solution :
- Répartition uniforme de la solution chaude : le chauffage multizone, les collecteurs équilibrés et les séparateurs de flux à faible volume mort assurent des conditions isothermes et un débit égal dans tous les capillaires, empêchant la séparation de phase prématurée et les défauts du gel.
- Mise en forme et contrôle précis : des géométries annulaires concentriques avec des aiguilles de lumière, des longueurs de surface optimisées et des redresseurs anti-tourbillon stabilisent le flux, définissent le diamètre extérieur/intérieur et l’épaisseur de la paroi, et favorisent une formation de peau reproductible pour une porosité asymétrique ou graduelle ciblée après extraction.
- Résistance à la corrosion et à l'usure : les alliages et revêtements chimiquement compatibles et résistants aux hautes températures supportent les diluants chauds, les agents de nettoyage et les charges abrasives ; les finitions de surface polies minimisent les lignes de filière et l'encrassement.
Les conceptions avancées peuvent intégrer la détection de température en temps réel près de la zone de sortie, ainsi que des ports de co-extrusion pour les structures noyau-gaine ou multicouches. Correctement conçue, une filière TIPS assure une extrusion stable, une séparation de phase contrôlée et la production de membranes et de fibres homogènes à haute porosité pour le traitement de l'eau, les séparateurs de batteries, les dispositifs médicaux et la séparation gaz/gaz-liquide.
Principe de fonctionnement
Les polymères (par exemple, PET, PA, PP) sont chauffés dans une extrudeuse jusqu'à un état fondu et visqueux.
Le polymère fondu est dosé avec précision et acheminé vers l'ensemble de filière. Des canaux de distribution internes sont conçus pour acheminer le polymère fondu de manière uniforme et constante vers chaque capillaire.
Sous haute pression, le polymère fondu est forcé à travers des capillaires extrêmement fins, généralement de 0,28 à 1,5 mm de diamètre. Ceci induit un fort cisaillement, orientant partiellement les chaînes polymères dans le sens de l'écoulement.
À sa sortie du capillaire, le retour élastique provoque une légère dilatation du diamètre du filament.
Éléments clés de conception de la filière Trustech Trustech
Ces paramètres sont fondamentaux pour la conception des filières et déterminent directement les performances finales de la membrane.
Paramètre | Description | Influence sur les performances de la membrane |
| Canal d'écoulement (R) | Le système de transport, de mise en tampon et de distribution du produit de forage et des fluides de forage. | Différentes structures doivent être optimisées en fonction des propriétés du matériau, de la viscosité, de la taille des orifices de la filière et du nombre de trous afin d'obtenir des performances de filage optimales. |
| Largeur de l'espace annulaire (d) | L'écart (épaisseur) du canal d'écoulement de la substance. | Elle détermine principalement l'épaisseur de la paroi de la fibre creuse. Des espaces plus étroits produisent des parois plus fines et une résistance au transfert de masse moindre, mais peuvent réduire la résistance mécanique. |
| Diamètre extérieur du tube alésé (d₁) | Le diamètre extérieur du tube central formant la paroi intérieure de l'espace annulaire. | Avec le diamètre intérieur du manchon extérieur, il définit la largeur de l'espace annulaire. |
| diamètre intérieur du manchon extérieur (d₂) | Le diamètre intérieur du manchon extérieur de la filière formant la paroi extérieure de l'espace annulaire. | Avec le diamètre extérieur du tube alésé, il définit la largeur de l'espace annulaire et le diamètre extérieur de la fibre. |
| diamètre intérieur du tube central (d₃) | Le diamètre du canal de fluide du forage. | Il détermine principalement le diamètre intérieur de la fibre. Ce diamètre intérieur influe sur la densité de remplissage du module membranaire et sur la perte de charge du fluide à l'intérieur de la fibre. |
| Rapport longueur/écart (L/d) | Le rapport de la longueur du canal d'écoulement (L) à la largeur de l'espace annulaire (d). | Cela influe sur la stabilité du filage. La conception d'un rapport L/d approprié en fonction des propriétés du matériau et des conditions de procédé contribue à stabiliser l'écoulement et à éliminer les effets d'entrée, ce qui permet d'obtenir une membrane de fibres extrudées plus uniforme. |
| Concentricité | L'alignement coaxial entre le diamètre intérieur de la couche de polymère à la sortie de la filière et les diamètres intérieur et extérieur du tube alésé. | Cela influe sur l'uniformité de l'épaisseur de la paroi et sur la pression du point de bulle. |
| Géométrie de la face d'extrusion | La géométrie principale de la filière, par exemple plate ou micro-conique. | Elle influence l'étirage et la déformation après extrusion, ce qui est particulièrement important pour le segment d'entrefer dans le filage sec-humide. |
Les avantages de la filière Trustech TIPS
Paramètres du produit
Marque | Trustech | Application | CONSEILS/Fusion |
| Matériel | SUS304, SUS630, SUS316L | Trous/Paquet | 1 à 32 trous |
| Filetage d'entrée de dope | G1/8, BSP1/8, NPT1/8 | Diamètre extérieur minimal de la membrane | 0,20 mm |
| Filetage d'entrée de liquide | G1/8, BSP1/8, NPT1/8 | Personnaliser le fil de discussion | Oui |
| Précision | ±0,002 mm | Concentricité | 0,003 mm |
| Conception | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Relations | Standard |
| Application de la viscosité | 1000-500000cp | Rugosité | Ra 0,4-0,8 |
| Solvant | Non | Température | 260℃ |
Matériaux appropriés
PET (polyéthylène téréphtalate), PP (polypropylène), PA6 (polyamide 6), PE (polyéthylène), PLA (polylactide), TPU (polyuréthane thermoplastique), PPS (sulfure de polyphénylène), PTT (polytriméthylène téréphtalate), PBT (polybutylène téréphtalate), PVA (alcool polyvinylique), PAN (polyacrylonitrile), PEEK (polyétheréthercétone), PVDF-HFP (fluorure de polyvinylidène-co-hexafluoropropylène)
Spécifications communes
| Non. | Spécifications générales | Application | Type de conception | Taper |
| 1 | 1.4/0.8/0.6 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 2 | 1.5/0.9/0.6 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 3 | 1.6/1.0/0.6 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 4 | 1.8/1.1/0.5 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 5 | 1.9/1.2/0.6 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 6 | 2.0/1.0/0.7 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 7 | 3.1/1.8/1.5 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 8 | 3.1/1.8/1.5 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 9 | 3.2/2.2/1.8 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 10 | 3.3/1.1/0.9 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
| 11 | 3.4/2.4/2.0 | CONSEILS/Fusion | Conception conventionnelle/ Conception FCT | Ouverture unique/ouvertures multiples |
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