Proces formovania ultrafiltračných membrán z dutých vlákien je rozhodujúcim krokom určujúcim ich mikroštruktúru, separačný výkon a prevádzkovú stabilitu. Jeho jadro spočíva v premene polymérnych materiálov na morfológiu vlákna s pravidelnou dutou štruktúrou a regulovateľnou veľkosťou pórov. Súčasný priemyselný mainstream využíva metódu fázovej inverzie kombinovanú s technológiou presného zvlákňovania, čím sa dosahuje vysokovýkonná{2}}preparácia membrány prostredníctvom viacstupňovej{3}}koordinácie parametrov.
Formovanie začína prípravou odlievacieho roztoku, čo si vyžaduje starostlivý výber typov polymérov a systémov rozpúšťadiel, aby sa zabezpečila homogenita roztoku a vhodný rozsah viskozity. Na základe toho sa extrúzia vykonáva cez dvoj{1}}zložkovú alebo viackanálovú{2}} zvlákňovaciu dýzu, pričom sa súčasne vytvára dutá dutina a vonkajší tok polyméru, čím sa získa počiatočný prototyp vlákna. Počas tohto procesu musí byť rýchlosť vytláčania, zloženie jadrovej kvapaliny a teplota presne zosúladené, aby sa zabránilo nerovnomernej hrúbke steny alebo kolapsu dutiny, čo priamo ovplyvňuje mechanickú pevnosť vlákna a distribúciu toku.
Následný proces fázovej inverzie je jadrom štrukturálnej finalizácie. Keď vlákna vstúpia do gélového kúpeľa, rozpúšťadlo a -rozpúšťadlo v kúpeli prechádzajú obojsmernou difúziou, čím sa spustí separácia polymérnej fázy a postupne sa vytvorí mikroporézna sieť. Teplota gélovatenia, čas a zloženie kúpeľa určujú veľkosť pórov, pórovitosť a konektivitu, čím definujú presnosť retencie a permeačnú výkonnosť membrány. Pomalé zgélovatenie pri nízkej- teplote uľahčuje vytváranie-pórových štruktúr, čím sa zvyšuje tok; Vysoká-rýchla gelácia pri vysokej teplote ľahko vytvára špongiovité{7}}póry, čím sa zvyšuje stabilita.
Na ďalšie zlepšenie odolnosti membrány proti znečisteniu a jej trvanlivosti je možné po formovaní vykonať úpravy povrchovej úpravy, ako je plazmové leptanie, UV štepenie alebo hydrofilný náter, aby sa optimalizovala povrchová energia a uhol kontaktu s vodou, čím sa znižuje pravdepodobnosť priľnutia kontaminantov.
Zapuzdrenie modulu je tiež začlenené do formovacieho systému. Veľký počet jednotlivých vlákien je zabalený do plášťa odolného voči tlaku- podľa vopred nastavenej hustoty a usporiadania, pričom oba konce sú utesnené živicou, aby vytvorili prietokové kanály, čo zaisťuje rovnomernú hydraulickú distribúciu a kontrolovateľnú stratu tlaku počas prevádzky. Celkový proces kladie dôraz na integrovaný dizajn materiálov, procesov a štruktúry; odchýlky v akomkoľvek spojení ovplyvnia konzistenciu a spoľahlivosť finálnej membrány.
Precízny proces ultrafiltrácie membrány z dutých vlákien dosahuje nielen presnú konštrukciu mikroštruktúry, ale poskytuje aj pevnú podporu pre rozsiahle-aplikácie technológie membránovej separácie v zložitých prevádzkových podmienkach.
