Ведущий производитель машин и фильер для формования мембран из полых волокон — Trustech
Наконечники для прядения полимерного волокна методом экструзии из расплава, фильера на 32 отверстия.
Фильера с термоиндуцированным фазовым разделением (TIPS), также называемая прядильной фильерой TIPS, является ключевым прецизионным компонентом в производстве мембран и волокон TIPS. Она пропускает горячий раствор полимера и разбавителя (например, ПП, ПЭ, ПВДФ, смеси ПЭС в высококипящих разбавителях) через микроизготовленные отверстия и кольцевые каналы при повышенной температуре и давлении для равномерной экструзии непрерывных нитей или полых волокон. Выходные элементы обычно имеют размеры от десятков микрометров до нескольких миллиметров, подобранные в соответствии с требуемым размером просвета, толщиной стенки и требованиями к проницаемости и прочности. Сразу после этого контролируемое охлаждение/закалка запускает фазовое разделение и затвердевание, формируя пористую структуру мембраны.
Подобно фильерам, используемым в экструзионных процессах, фильеры TIPS должны решать три ключевые задачи, с особым акцентом на термическую стабильность и реологию раствора:
- Равномерное распределение горячего раствора: многозонный нагрев, сбалансированные коллекторы и разделители потока с малым мертвым объемом обеспечивают изотермические условия и одинаковый поток по всем капиллярам, предотвращая преждевременное расслоение фаз и дефекты геля.
- Точное формирование и контроль: концентрические кольцевые геометрии с иглами в просвете, оптимизированная длина направляющих и противозавихряющие выпрямители стабилизируют поток, определяют внешний/внутренний диаметр и толщину стенок, а также способствуют воспроизводимому формированию поверхностного слоя для достижения целевой асимметричной или градиентной пористости после экстракции.
- Устойчивость к коррозии и износу: химически совместимые высокотемпературные сплавы и покрытия выдерживают воздействие горячих разбавителей, чистящих средств и абразивных наполнителей; высококачественная полировка поверхности минимизирует образование швов и загрязнений.
В усовершенствованных конструкциях может быть предусмотрено измерение температуры в реальном времени вблизи выходного отверстия, а также соэкструзионные порты для создания структур типа «сердечник-оболочка» или многослойных структур. При правильном проектировании фильера TIPS обеспечивает стабильную экструзию, контролируемое фазовое разделение и получение однородных мембран и волокон с высокой пористостью для водоочистки, сепараторов батарей, медицинских устройств и разделения газов/газожидкостей.
Принцип работы
Полимеры (например, ПЭТ, ПА, ПП) нагреваются в экструдере до расплавленного, вязкого состояния.
Расплав точно дозируется и подается в фильерный узел. Внутренние распределительные каналы спроектированы таким образом, чтобы равномерно и стабильно подавать расплав к каждому капилляру.
Под высоким давлением расплав проталкивается через чрезвычайно тонкие капилляры, обычно диаметром 0,28–1,5 мм. Это создает сильное сдвиговое напряжение, в некоторой степени ориентируя полимерные цепи вдоль направления потока.
При выходе из капилляра упругое восстановление приводит к небольшому увеличению диаметра нити.
Основные элементы конструкции фильеры Trustech
Эти параметры имеют основополагающее значение для проектирования фильеры и напрямую определяют конечные характеристики мембраны.
Параметр | Описание | Влияние на характеристики мембраны |
| Потоковой канал (R) | Курьер, занимающийся транспортировкой, буферизацией и распределением смазки и жидкостей для стволов. | Для достижения оптимальных характеристик прядения необходимо оптимизировать различные структуры в соответствии со свойствами материала, вязкостью, размером отверстия фильеры и количеством отверстий. |
| Ширина кольцевого зазора (d) | Толщина (зазор) канала подачи раствора. | В первую очередь, это определяет толщину стенки полого волокна. Более узкие зазоры приводят к более тонким стенкам и меньшему сопротивлению массопереносу, но могут снизить механическую прочность. |
| Наружный диаметр трубы (d₁) | Наружный диаметр центральной трубки, образующей внутреннюю стенку кольцевого зазора. | Вместе с внутренним диаметром наружной втулки он определяет ширину кольцевого зазора. |
| Внутренний диаметр наружной втулки (d₂) | Внутренний диаметр наружной втулки фильеры, образующей наружную стенку кольцевого зазора. | Вместе с наружным диаметром трубки он определяет ширину кольцевого зазора и наружный диаметр волокна. |
| Внутренний диаметр центральной трубки (d₃) | Диаметр канала для жидкости в скважине. | В первую очередь, он определяет внутренний диаметр волокна. Внутренний диаметр влияет на плотность упаковки мембранного модуля и на перепад давления жидкости внутри волокна. |
| Соотношение длины к зазору (L/d) | Отношение длины канала потока (L) к ширине кольцевого зазора (d). | Это влияет на стабильность процесса прядения. Разработка соответствующего соотношения L/d в соответствии со свойствами материала и условиями процесса помогает стабилизировать поток и устранить эффекты проникновения, что приводит к получению более однородной экструзионной мембраны из волокон. |
| Концентричность | Соосное выравнивание внутреннего диаметра слоя примеси на выходе из фильеры и внутреннего и внешнего диаметров внутренней трубки. | Это влияет на равномерность толщины стенок и давление точки кипения. |
| Геометрия поверхности экструзии | Основная геометрия фильеры, например, плоская или микроконическая. | Это влияет на вытяжку и деформацию после экструзии, что особенно важно для сегмента воздушного зазора при сухом и мокром прядении. |
Преимущества фильеры Trustech TIPS
Параметры продукта
Бренд | Трастех | Приложение | СОВЕТЫ/Плавление |
| Материал | SUS304, SUS630, SUS316L | Отверстия/Упаковка | 1-32 лунки |
| Резьба на входе в систему Dope | G1/8, BSP1/8, NPT1/8 | Минимальная оптическая плотность мембраны | 0,20 мм |
| Резьба входа жидкости в отверстие | G1/8, BSP1/8, NPT1/8 | Настроить тему | Да |
| Точность | ±0,002 мм | Концентричность | 0,003 мм |
| Дизайн | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Связи | Стандарт |
| Применение для измерения вязкости | 1000-500000cp | Шероховатость | Ra 0,4-0,8 |
| Растворитель | Нет | Температура | 260℃ |
Подходящие материалы
ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПП (полипропилен), ПА6 (полиамид 6), ПЭ (полиэтилен), ПЛА (полилактид), ТПУ (термопластичный полиуретан), ППС (полифениленсульфид), ПТТ (политриметилентерефталат), ПБТ (полибутилентерефталат), ПВА (поливиниловый спирт), ПАН (полиакрилонитрил), ПЭК (полиэфирэфиркетон), ПВДФ-ГФП (сополимер поливинилиденфторида и гексафторпропилена)
Общие технические характеристики
| Нет. | Общие технические характеристики | Приложение | Тип дизайна | Тип |
| 1 | 1.4/0.8/0.6 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 2 | 1.5/0.9/0.6 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 3 | 1.6/1.0/0.6 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 4 | 1.8/1.1/0.5 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 5 | 1.9/1.2/0.6 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 6 | 2.0/1.0/0.7 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 7 | 3.1/1.8/1.5 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 8 | 3.1/1.8/1.5 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 9 | 3.2/2.2/1.8 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 10 | 3.3/1.1/0.9 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
| 11 | 3.4/2.4/2.0 | СОВЕТЫ/Плавление | Традиционный дизайн/дизайн FCT | Одноапертурный/Многоапертурный |
Примеры клиентских мембран
ACHIEVEMENTS
FAQ
О компании Trustech