Proces oblikovanja ultrafiltracijskih membrana sa šupljim vlaknima je ključni korak koji određuje njihovu mikrostrukturu, performanse odvajanja i radnu stabilnost. Njegova srž leži u transformaciji polimernih materijala u morfologiju vlakana s pravilnom šupljom strukturom i veličinom pora koja se može kontrolirati. Trenutni industrijski mainstream koristi metodu fazne inverzije u kombinaciji sa tehnologijom preciznog predenja, postižući visoko-pripremu membrane visokih performansi kroz više-koordinaciju parametara u više faza.
Kalupljenje počinje pripremom rastvora za livenje, što zahteva pažljiv odabir tipova polimera i sistema rastvarača kako bi se obezbedila homogenost rastvora i odgovarajući opseg viskoziteta. Na osnovu toga, ekstruzija se izvodi kroz dvo-komponentnu ili više-kanalnu predionicu, istovremeno formirajući šupljinu i vanjski tok polimera, čime se dobija početni prototip vlakna. Tokom ovog procesa, brzina ekstruzije, sastav tečnosti u jezgru i temperatura moraju biti striktno usklađeni kako bi se izbegla neujednačena debljina zida ili urušavanje šupljine, što direktno utiče na mehaničku čvrstoću vlakna i raspodelu toka.
Naredni proces inverzije faza je srž konstruktivne finalizacije. Nakon što vlakna uđu u gel kupku, rastvarač i ne-otapač u kadi prolaze dvosmjernu difuziju, pokrećući odvajanje polimerne faze i postepeno formirajući mikroporoznu mrežu. Temperatura geliranja, vrijeme i sastav kupke određuju veličinu pora, poroznost i povezanost, na taj način definirajući točnost zadržavanja membrane i performanse permeacije. Nisko{4}}sporo geliranje na niskoj temperaturi olakšava formiranje struktura pora poput prstiju{5}}, povećavajući protok; Visoka{6}}brza gelacija na visokoj temperaturi lako formira pore poput sunđera-, poboljšavajući stabilnost zadržavanja.
Da bi se dodatno poboljšala otpornost na obraštanje i trajnost membrane, tretmani za modifikaciju površine kao što su jetkanje plazmom, UV cijepljenje ili hidrofilni premaz mogu se izvesti nakon oblikovanja kako bi se optimizirala površinska energija i ugao kontakta s vodom, smanjujući vjerovatnoću adhezije zagađivača.
Inkapsulacija modula je takođe ugrađena u sistem kalupa. Veliki broj pojedinačnih vlakana je upakovan u omotač otporan na pritisak- prema unaprijed postavljenoj gustini i rasporedu, sa oba kraja zapečaćena smolom kako bi se formirali kanali za protok, osiguravajući ujednačenu hidrauličku distribuciju i kontrolisani gubitak pritiska tokom rada. Cjelokupni proces naglašava integrirani dizajn materijala, procesa i strukture; odstupanja u bilo kojoj vezi će uticati na konzistentnost i pouzdanost završne membrane.
Precizan proces oblikovanja membrane ultrafiltracijom sa šupljim vlaknima ne samo da postiže preciznu konstrukciju mikrostrukture, već također pruža čvrstu podršku za široku-primenu tehnologije odvajanja membrane u složenim radnim uslovima.
