PVDF-membraan (polyvinylideenfluoride-membraan) is een poreus synthetisch membraan dat is vervaardigd uit een niet-reactief, zeer zuiver thermoplastisch fluorpolymeer. Het wordt geproduceerd via een fase-inversieproces, waarbij een polymeeroplossing wordt aangebracht en het oplosmiddel wordt verwijderd, waardoor een poreuze structuur ontstaat met zorgvuldig ontworpen poriegroottes die selectief bepaalde deeltjes of moleculen vasthouden terwijl andere kunnen passeren.
Eigenschappen en productie
PVDF-membranen worden gewaardeerd vanwege hun combinatie van fysische en chemische eigenschappen: een hoge bestendigheid tegen zuren, basen en organische oplosmiddelen, uitstekende thermische stabiliteit en een hoge mechanische sterkte. Hierdoor zijn ze geschikt voor gebruik in agressieve of corrosieve filtratieomgevingen. Afhankelijk van de behandeling tijdens het productieproces kunnen PVDF-membranen hydrofiel of hydrofoob worden gemaakt, waardoor ze toepasbaar zijn voor zowel vloeistof- als gasfiltratie. Ze staan ook bekend om hun lage eiwitbinding en lage gehalte aan extraheerbare stoffen, eigenschappen die ze bijzonder geschikt maken voor biologische en farmaceutische toepassingen waarbij verlies van monsters of verontreiniging tot een minimum moet worden beperkt. Naast conventionele gegoten membranen kan PVDF ook worden verwerkt tot nanovezelstructuren met technieken zoals elektrospinnen gevolgd door laminering. Hierdoor ontstaan meerlaagse membranen die worden beoordeeld op eigenschappen zoals poriegrootte, luchtdoorlatendheid en barstdruk.
Toepassingen
PVDF-membranen worden gebruikt in uiteenlopende sectoren, waaronder de farmaceutische industrie, biotechnologie, voedingsmiddelen- en drankenindustrie, chemische verwerking, elektronica en waterzuivering. In laboratoria en farmaceutische toepassingen wordt hydrofiel PVDF vaak gebruikt voor het filtreren van waterige oplossingen en monsters die eiwitten of cellen bevatten, terwijl hydrofoob PVDF wordt gebruikt voor de filtratie van niet-polaire oplosmiddelen en gassen, waaronder steriele gasoverdracht. Bij de behandeling van drinkwater en afvalwater worden PVDF-membranen veel toegepast in ultrafiltratie- en microfiltratieprocessen om deeltjes, bacteriën en macromoleculen uit water te verwijderen. Door hun van nature hydrofobe karakter kunnen ze echter na verloop van tijd gevoelig zijn voor vervuiling (fouling), wat heeft geleid tot onderzoek naar oppervlakteaanpassingen en nanocomposietmaterialen om de prestaties te verbeteren. PVDF-membranen worden ook gebruikt bij eiwitanalyse met behulp van elektroforese (zoals blotting), waarbij een voorbehandeling met methanol wordt toegepast om de binding aan negatief geladen eiwitten te activeren.
