酷尔森：用于过滤的PTFE膜是如何形成的？

聚四氟乙烯（PTFE）和膨体聚四氟乙烯（ePTFE）是偶然在杜邦公司的实验室里发明的。话虽如此，PTFE和ePTFE都是专属性、勤奋和技术能力的结果。来自W.L.Gore的Bill Gore是ePTFE材料的发明者和创新者。其中一项创新是将其与其他纺织品和非织造布结合，以创造一种膜过滤复合材料。在所有含氟聚合物中，PTFE具有比较低的摩擦系数、较高的耐热性、耐化学性和不粘性。

将PTFE的这些基本特性与膨胀形式的物理纤维结构相结合，产生了一种高度多孔的、功能可定制的材料，并且明显增强了过滤介质。膨体聚四氟乙烯（ePTFE）膜允许气体和蒸汽通过，同时限制液体通过。膜的微孔结构还可以将颗粒阻挡在织物之外，将颗粒收集在过滤介质的表面上，从而减少内部磨损并有助于延长过滤器的使用寿命。这种精细过滤产品几乎消除了在过滤启动和清洁循环过程中产生的排放。。

多年来，随着越来越多的制造商将更多的产品引入市场，该技术也在不断发展。得注意的是生产表现出高度对称的纤维构造的ePTFE膜的能力。这种结构能够增加气流，减少能量消耗，从而延长过滤器的使用寿命。另一个值得注意的技术进步是复合膜技术，它为膜的不粘性增加了额外的功能。一个值得注意的附加物是炭黑，其增加了强度和附加的疏水性。

“膨体聚四氟乙烯（ePTFE）膜在空气和液体的工业过滤中的机会仍然很大。由于膨体聚四氟乙烯（ePTFE）具有独特的性能，如高过滤效率、化学惰性和承受高温的能力，因此它有别于大多数其他类似的性能技术。”

住友电工株式会社开发了一种新型 ePTFE 膜，用于半导体过滤行业。这种应用要求过滤过滤效率大于 50% 的 30 nm 颗粒的液体，IPA 流速为 ≥ 0.8 （ml/min/cm2/100kpa）。这种市售材料采用多层 ePTFE 膜。这种复合膜具有孔隙更小、密度更高的液相膜，并且比传统膜薄得多。这种新型膜与典型膜相结合，形成梯度膜和支撑结构，效率高，经久耐用。

用于制造 ePTFE 膜的主要原材料是 PTFE。由于中国和欧洲的各种 PTFE 制造工厂关闭，PTFE 的定价和供应一直并将继续很困难。除了供应减少之外，影响 PTFE 的其他因素包括进口关税和不断变化的监管环境。由于 PTFE 膜生产的相关成本较高，所有这些综合因素都抑制了增长。

ePTFE 膜在空气和液体的工业过滤方面仍然存在很大的机会。由于 ePTFE 具有高过滤效率、化学惰性和维持高温的能力等独特性能，因此它与大多数其他类似性能技术区分开来。在我看来，过滤应用之一，也是尚未完全实现的过滤应用之一，是海水淡化。利用 ePTFE 作为一种通过收集蒸发海水的分离技术来提高其水蒸气转移速率可能是一项很有前途的新技术。太阳能的自然力可以通过膜蒸发水。水蒸气和盐被蒸汽冷凝分离，从而在过滤介质的背面捕获无盐，形成单向阀。我不知道这项技术如今是否在商业上得到应用，但从理论上讲，它是可能的，并且可能是捕获和收集淡水的有效方法。

未来 10-15 年过滤 ePTFE 膜的前景将是温和增长。ePTFE 是一种令人难以置信的过滤材料，但它在环境中非常持久，可能会带来潜在的问题。此外，至少可以说，从用过的过滤介质中分离 ePTFE 也具有挑战性。

纳米纤维形式的新技术和材料配置不断突破过滤界限并侵占 ePTFE。聚合物回收技术正在不断发展，并且正在大力推动循环。然而，需要进一步的技术创新来经济高效地加工这种令人惊叹的材料。