產業趨勢
◎過濾用聚四氟乙烯膜是怎麼來的？
聚四氟乙烯(PTFE)和微多孔聚四氟乙烯(ePTFE)最早起源於杜邦的實驗室。WL Gore公司的創辦人Bill Gore是ePTFE材料的發明者和創新者。ePTFE是以聚四氟乙烯為原料經膨化拉伸形成的微多孔膜，其表面佈滿原纖維狀微孔，每一平方英吋有多達90億個微孔，截面是一種三維網狀結構。ePTFE微孔直徑範圍在0.1-0.5 μm，孔隙直徑在水蒸氣和雨水之間，故為頂級的服飾防水透氣材料。同時，許多創新是將其與其他紡織品和不織布結合，以製得膜過濾複合材料。在所有含氟聚合物中，PTFE具有最低的摩擦係數，以及最高的耐熱性、耐化學性和不黏性能，因此，在過濾產業中也扮演重要角色。
ePTFE膜由原纖維連接的節點組成。(照片來源：WL Gore公司)
ePTFE膜允許氣體和蒸汽通過，同時限制液體。膜的微孔結構還可以防止顆粒進入織物，將顆粒收集在過濾材表面，減少內部磨損並有助於延長過濾器壽命。這種精細過濾產品幾乎消除過濾啟動期間，以及運轉時在清潔週期後發生的排放。隨著越來越多的技術發展，最值得注意的是生產具有高度對稱纖維配置的ePTFE膜。這種結構可以增加氣流、降低能耗，進而延長過濾器壽命。另一個值得注意的技術發展是複合膜技術，運用膜的不黏特性增加附加功能。此外，添加炭黑能夠增加強度並增加疏水性。
住友電氣工業株式會社(Sumitomo Electric Industries, LTD)開發了一種新型ePTFE膜，可用於半導體過濾行業。這種液體應用需要在IPA流速≥ 0.8 ml/min/cm2/100kPa下，能夠過濾30 nm顆粒的液體達到過濾效率大於50%。這種市售材料採用多層ePTFE膜，具有更小孔徑和更高密度，並且比傳統膜薄。這種新型膜與典型的膜結合形成梯度膜和支撐結構，兼具高效與耐用。
POREFLON™ porous PTFE membrane。(照片來源：Sumitomo公司)
ePTFE膜在空氣和液體的工業過濾方面的機會很大。由於ePTFE具有獨特的特性，例如高過濾效率、化學惰性和承受高溫的能力。其中，最大的過濾和尚未完全實現的應用是海水淡化。利用ePTFE的濕氣轉移率作為收集蒸發海水的分離技術可能是一項很有潛力的新技術。運用太陽能的自然力量可以用來通過膜蒸發水。水蒸氣和鹽分透過蒸氣冷凝分離，因此在過濾材料的背面獲得無鹽的淡水。
未來10-15年，ePTFE過濾膜的前景將能持續地成長。ePTFE是一種優良的過濾材料，然而，它在環境中非常持久，所以從使用過的過濾材料中分離ePTFE會是一項挑戰。因此，需要進一步的技術創新來有效地回收及循環利用ePTFE膜。
資料來源：
1. https://www.filtnews.com/how-did-ptfe-membrane-for-filtration-come-to-be/
台灣過濾與分離學會 Taiwan Filtration and Separations Society
