Khả năng tắc màng có liên quan chặt chẽ với các tính chất bề mặt, như bản chất vật liệu màng (tính ưa nước/ kỵ nước, tính chất điện tích hay độ thơ nhám bề mặt màng), do các tính chất này có liên quan đến sự bám phủ và/ hoặc tương tác giữa bề mặt màng với các cấu tử gây tắc [45,49,117].
1.3.4.1. Tính ưa nước
Nhiều học giả đã nghiên cứu các thành phần khác nhau của hợp chất hữu cơ, và thấy rằng tính ưa nước/ kỵ nước của các hợp chất hữu cơ đóng một vai trị quan trọng trong việc tăng/ giảm mức độ tắc màng [117]. Cheng cùng cộng sự [105] cho biết các hợp chất hữu cơ kỵ nước làm suy giảm nhanh chóng năng suất lọc, trong khi các thành phần ưa nước chỉ làm giảm nhẹ năng suất lọc.
Màng thương mại dùng cho các quá trình lọc động lực áp suất thường được làm từ các vật liệu polyme kỵ nước như polyamid (PA), polysulfone (PS), polyethersulfone (PES), polyacrylonitrile (PAN), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyetherketone (PEK), polyimide (PI)) [90,117]. Theo các tài liệu đã công bố, màng với bề mặt ưa nước sẽ làm giảm đáng kể hiện tượng hấp phụ các tiểu phân lên trên bề mặt màng trong quá trình tách lọc [53,92], do sự hình thành các liên kết hydro trên bề mặt màng, tạo thành một lớp biên nước mỏng, có tác dụng ngăn cản, hay giảm thiểu sự hấp phụ, hoặc sự bám dính của các tiểu phân gây tắc lên bề mặt màng. Do đó, việc nâng cao tính ưa nước thường là mục tiêu quan trọng cần hướng tới, nhằm giảm thiểu hiện tượng tắc màng gây bởi các chất hữu cơ và vi sinh vật [51].
1.3.4.2. Điện tích bề mặt
Điện tích bề mặt màng là yếu tố quan trọng khi xem xét khả năng tắc màng gây bởi các tác nhân gây tắc có mang điện tích, do tương tác giữa chất gây tắc và bề mặt màng [51]. Thông thường, để giảm tắc màng, bề mặt màng phải trung hịa điện, hoặc có cùng điện tích với chất gây tắc màng, khi đó, lực đẩy tĩnh điện sẽ ngăn cản sự hấp phụ của các chất gây tắc lên bề mặt màng, do đó, giảm hiện tượng tắc màng [117].
Hình 1.8. Cơ chế đẩy do điện tích giữa bề mặt màng và tác nhân gây tắc màng
Với màng TFC-PA, tính âm điện của bề mặt màng sẽ có hiệu ứng tích cực khi tách phẩm nhuộm hoặc các hợp chất NOM trong dung dịch, bởi hầu hết các phẩm nhuộm hay các hợp chất NOM đều có tính âm điện [51,117]. Tuy nhiên, điều này lại là một hạn chế với các đối tượng tách mang điện tích dương như các ion kim loại nặng trong nước [105]. Trong trường hợp này, việc đưa các nhóm chức có tính trung hịa điện tích lên bề mặt màng sẽ làm giảm mức độ tắc màng, và có thể sử dụng cho các đối tượng lọc tách khác nhau, kể cả khử muối [60].
1.3.4.3. Độ thô nhám bề mặt
Độ thơ nhám bề mặt của màng có mối quan hệ mật thiết với hiện tượng tắc màng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng tương tác giữa bề mặt màng với các cấu tử gây tắc bị ảnh hưởng mạnh bởi độ thô nhám bề mặt. Lớp bề mặt gồ ghề làm tăng khả năng bám phủ của các chất bị lưu giữ bởi màng trong quá trình lọc [48]. Do đó, màng với bề mặt thơ nhám hơn sẽ có khuynh hướng nhanh chóng bị tắc hơn [51,19].
Kochkodan cùng cộng sự [118] cho thấy có mối tương quan mạnh mẽ giữa mức độ tắc màng và độ thô nhám bề mặt. Bruggen cùng cộng sự [25] chỉ ra rằng bề mặt thô nhám làm tăng khả năng tắc màng do sự bám phủ của các chất bị lưu giữ lên bề mặt màng. Vrijenhoek cùng cộng sự [119] cũng chứng tỏ các chất bị lưu giữ dễ bị tích tụ trong các hốc của bề mặt màng thô nhám, làm suy giảm năng suất lọc nhiều hơn so với các màng trơn nhẵn. Ishigami cùng cộng sự [108] đã khảo sát khả năng chống tắc của màng và kết quả cũng cho thấy khả năng chống tắc nghẽn tăng cùng với sự gia tăng tính ưa nước và độ trơn nhẵn của bề mặt màng. Elimelech cùng cộng sự [87] đã nghiên cứu vai trị của cấu trúc hình thái bề mặt màng đối với sự hấp phụ của các tiểu phân gây tắc trên màng CA và màng TFC-PA, kết quả cho thấy màng TFC-PA dễ bị hấp phụ các tiểu phân gây tắc nhiều hơn so với màng CA. Điều này là do bề mặt của màng TFC-PA gồ ghề hơn.
Do đó, việc làm giảm độ thơ nhám bề mặt cũng có thể cải thiện được khả năng chống tắc cho màng.