● Concentricità e micro-precisione ultra-elevate: deviazione dello spessore della parete ≤±2 μm; previene i difetti dei fori.

● Percorsi di flusso senza zone morte: evitano punti caldi di degradazione dei polimeri.

● Compatibilità con elevata viscosità: i polimeri comuni includono PI e PSf; richiedono canali grandi e una forte capacità di pressione.

● Compatibilità asciutto-umido: spesso sono necessari spazi d'aria più lunghi (5–20 cm) per formare una pellicola densa.

● Materiali ad alta temperatura: la filatura PI potrebbe richiedere >200°C.

● Precisione → uniformità: la tolleranza dell'orifizio e la concentricità determinano direttamente la variazione del diametro e l'eccentricità; l'elevata precisione può mantenere la variazione del diametro della fibra ≤5%.

● Struttura del percorso di flusso → formazione: la progettazione del collettore/equalizzazione regola la distribuzione della droga, evitando un'uscita multi-orifizio "a strisce".

● Materiale → stabilità: una resistenza all'usura insufficiente allarga gli orifizi; una scarsa compatibilità chimica provoca corrosione: entrambi degradano la qualità nel tempo.

● Tenuta e resistenza al flusso → continuità: perdite e resistenza non uniforme causano rotture o chiusura del lume, riducendo la resa.

● Dinamica della formazione del film: all'uscita (NIPS/TIPS), il rigonfiamento dell'estruso e l'interfaccia iniziale tra foro e guscio preparano il terreno per la separazione di fase, influenzando le dimensioni dei pori, la distribuzione e la porosità.

● Base: acciai inossidabili 304/316 per NIPS a temperature moderate; resistenti ai solventi comuni (etanolo, acqua).

● alta temperatura: leghe di nichel, leghe di titanio, SUS630 (17-4PH) per TIPS (100–260°C), con maggiore resistenza al calore e all'usura.

● Resistente alla corrosione: materiali rivestiti in Hastelloy e ceramica per solventi aggressivi (DMF, DMSO) e acidi/basi forti.

● Rivestimenti ausiliari: rivestimenti in PTFE o polisilossano sulle pareti dell'orifizio per aumentare l'idrofobicità e ridurre la deposizione.

● Preriscaldamento completo: preriscaldare la filiera, le linee e i serbatoi della membrana a fibra cava per impostare le temperature; immergere per ≥30 minuti per uniformità. Per i TIPS, preriscaldare alla temperatura specificata (ad esempio, ≥150 °C) per evitare oscillazioni di viscosità.

● Degasaggio completo: eliminare le bolle prima dell'inizio per evitare rotture o difetti delle bolle.

● Avvio a bassa velocità: aumentare lentamente; osservare la fibra e quindi aumentare.

● Avvio sincronizzato del foro/guscio: evita l'estrusione a secco o il collasso del lume.

● Abbinamento del bagno di coagulazione: mantiene la composizione, la temperatura, il livello; controlla con precisione la lunghezza dell'intercapedine d'aria.

● Regolazione pressione/flusso: iniziare con un valore basso e aumentare gradualmente; mantenere l'ondulazione di pressione ≤3%; stabilizzare il rapporto flusso alesaggio/guscio (ad esempio, UF spesso ~1:1,2).

● Pretrattamento della droga: verificare la filtrazione (≤5 μm) e le specifiche di viscosità (variazione ≤5%) per evitare intasamenti/estrusione non uniforme.

● Controllo del flusso: adattare l'alimentazione al deflusso per mantenere l'uniformità multi-orifizio.

● Monitoraggio in tempo reale: controlla pressione/flusso/temperatura; interrompi e risolvi i problemi in caso di anomalie.

● Parametri di registrazione: mantenere le procedure operative standard per la riproducibilità e l'ottimizzazione.

● Non fisso: completamente determinato dal sistema polimerico. Deve corrispondere alla finestra di temperatura di lavorazione.

● Filatura a fusione (ad esempio, PP, PE): in genere 180–300 °C (PP ~200–260 °C).

● Filatura a umido (NIPS per PVDF/PSf): temperatura ambiente fino a ~90°C; il controllo mira alla stabilità della viscosità.

● SUGGERIMENTI: Più rigorosi; controllo superiore al binodale polimero-diluente, in genere 150–250 °C entro una finestra ristretta.

● Principio fondamentale: impostare la temperatura per garantire una reologia ottimale e stabile senza degradazione termica (troppo alta) o intasamento (troppo bassa).

● Lavaggio immediato: quando è caldo, far circolare il solvente di processo (DMF/DMAC/NMP) o il detergente dedicato per evitare la solidificazione.

● Pulizia ad ultrasuoni: smontare e sonicare con solvente compatibile.

● Disostruzione: non raschiare i micro-orifizi; utilizzare gas inerte ad alta pressione per soffiare.

● Asciugatura e conservazione: essiccazione in forno o soffiaggio con azoto; conservare sigillato in un ambiente asciutto e pulito.

● Ispezione di routine: controllare che gli O-ring, le filettature e gli orifizi non presentino usura/deformazione; sostituire i materiali di consumo.

● Evitare la cottura a secco: per i TIPS, assicurarsi che sia presente del gas protettivo o del dope prima del riscaldamento per evitare l'ossidazione.

● Complessità strutturale: le filiere a fibra cava richiedono un flusso concentrico di foro/guscio per formare un lume; le filiere a fibra convenzionale sono più semplici.

● Precisione: maggiori esigenze in termini di dimensioni dell'orifizio e concentricità per uniformità e prestazioni.

● Materiali: potrebbero richiedere una maggiore resistenza alla corrosione/temperatura per le membrane.

● Applicazioni: Fibre cave per il trattamento delle acque/biomedicina; filiere convenzionali per poliestere/nylon, ecc.

● Condizioni di processo: la filatura delle fibre cave è più esigente in termini di controllo della temperatura, della pressione e del raffreddamento.

● Manutenzione: più complessa a causa della struttura e delle tolleranze più strette.

● Pulizia: privo di detriti meccanici, gel, polvere; rimuovere solidi e polimeri non disciolti per evitare intasamenti.
● Reologia: viscosità/MFI adeguata e stabile per un'estrusione fluida e stabile.
● Stabilità della viscosità: variazione da lotto a lotto ≤5%; adattare la viscosità alle dimensioni dell'orifizio (μ elevato → orifizi più grandi).
● Compatibilità chimica: compatibilità dei solventi con il materiale della filiera a membrana a fibra cava (ad esempio, acciaio inossidabile rispetto a lega di nichel).
● Stabilità termica: nessuna decomposizione/reticolazione/carbonizzazione alla temperatura di processo.
● Pretrattamento: Resine igroscopiche secche (PET, PA) per prevenire la formazione di bolle o l'idrolisi.
● Fluido di alesaggio: immiscibile con il dope del guscio; variazione della stabilità del flusso ≤3% per dimensioni del lume costanti.

● Ostruzione dell'orifizio: dovuta a detriti o residui di droga; provoca tempi di fermo.

● Usura capillare: l'alta pressione prolungata allarga gli orifizi → fibre più spesse oltre le specifiche.

● Filatura eccentrica: concentricità ridotta o squilibrio di pressione → spessore della parete non uniforme.

● Perdite: il guasto della guarnizione e l'esposizione a DMAC/NMP/DMF causano un attacco alla guarnizione; un assemblaggio scadente provoca perdite alle interfacce.

● Deriva di precisione: l'attacco termico/chimico a lungo termine provoca deformazione; deriva di diametro/concentricità, fluttuazioni di qualità.

● Tolleranza del diametro dell'orifizio: ±0,002 mm tipica; le filiere a fibra cava per ultrafiltrazione potrebbero richiedere ±0,0005 mm per mantenere la deviazione del diametro della fibra <5%.

● Concentricità: concentricità del foro e del canale del guscio ≤0,003 mm.

● Tolleranza del passo dei fori: deviazione del passo tra gli orifizi ≤0,01 mm per piastre multi-orifizio.

● Rugosità superficiale: Ra della parete interna dell'orifizio ≤0,8 μm per ridurre al minimo la deposizione/l'intasamento e garantire un'estrusione regolare.

● Rotondità dell'orifizio: ≤0,002 mm; nessun graffio assiale.

● Tolleranza del passo dell'array multi-foro: ±0,01 mm per evitare l'incollamento della fibra.

● Fluttuazione della viscosità della droga: la dissoluzione non uniforme o la perdita di solvente causano picchi di viscosità locali; i segmenti ad alta viscosità vengono estrusi più lentamente (fibra più spessa).

● Pulsazione del flusso: l'usura/guasti della pompa dosatrice causano oscillazioni del flusso (segmenti "spessi-sottili").

● Instabilità della temperatura: i cali di temperatura aumentano la viscosità, aumentando la resistenza e il diametro.

● Pulsazione del sistema: ondulazione del flusso ciclico della pompa a ingranaggi/vite.

● Bolle trascinate: le bolle interrompono a intermittenza l'estrusione.

● Instabilità di avvolgimento: slittamento dell'avvolgitore o variazioni di velocità.

● Precisione di lavorazione: le variazioni di diametro/lunghezza dell'orifizio modificano la resistenza e il flusso per foro.

● Distribuzione errata: una progettazione scadente del collettore fa sì che i fori di ingresso vicini siano ricchi e quelli lontani siano magri.

● Campo di pressione non uniforme: pressione di estrusione instabile o installazione non a livello.

● Problemi di fornitura/pompaggio: una fornitura insufficiente o eccessiva influisce sull'uniformità.

● Controllo del processo: non uniformità di temperatura/pressione/velocità → differenze di viscosità → differenze di flusso.

● Ambiente: temperatura/umidità/flusso d'aria non uniformi disturbano la formazione nei fori.