Преглед на изследванията за модификация на повърхността на базалтови влакна
Като високоефективен неорганичен влакнест материал, базалтовите влакна имат отлични механични свойства, Химически Устойчивостта и стабилността при високи температури са довели до различни приложения в строителното инженерство, композитните материали и опазването на околната среда. Базалтовите влакна обаче имат гладки повърхности и нямат активни функционални групи, което води до лоши свойства на междуфазово свързване с матричните материали. Следователно, модифицирането на повърхността на базалтовите влакна може значително да подобри свойствата им на междуфазово свързване и да разшири приложението им в композитните материали и опазването на околната среда. По-долу е представен напредъкът в изследванията на няколко основни метода за модифициране.
- Модификация на повърхността със силанов свързващ агент
Силанният свързващ агент е често използван агент за повърхностна обработка, който подобрява свойствата на междуфазово свързване между влакната и матричните материали чрез химическо свързване.
Модификация KH-550
Проучването показва, че третирането на базалтови влакна с разтвор на силанов свързващ агент KH-550 образува стабилни химични връзки върху повърхността на влакната и подобрява междуфазовата връзка между влакното и асфалта. Разумната концентрация на KH-550 е 1,0%, а времето за обработка е 30 минути. След модификацията, адхезията между базалтовите влакна и асфалта се е подобрила с 1 степен. Степента на абсорбция на масло се е увеличила с 65,5%, което значително е подобрило адхезията с асфалта.
KH-570 Модификация
KH-570 модифицира базалтови влакна, за да направи повърхността им грапава и да увеличи активните точки върху повърхността на влакната. В композитния материал, с увеличаване на дължината на модифицираните влакна и количеството на добавянето, механичните свойства на композитния материал се подобряват значително.
- Модификация на повърхностноактивни вещества
Модификация на CTAC
Физическото покритие на базалтови влакна с катионното повърхностно активно вещество цетилтриметиламониев хлорид (CTAC) подобрява хидрофилността и диспергируемостта на влакната във вода. Този метод на модификация има значителен ефект върху адхезията на микробния филм: силата на микробна адхезия се увеличава значително. Увеличаването на количеството на прикрепените микроби улеснява приложението им в пречистването на отпадъчни води.
- Модификация на течнофазно отлагане на органично желязо
Модифицирането на базалтови влакна чрез течнофазно отлагане на органично желязо може да подобри биоадхезионната способност на повърхността на влакното и допълнително да разшири приложението му в областта на пречистването на отпадъчни води. Този метод на модификация може да образува стабилно покритие от железен оксид върху повърхността на влакното, за да подобри неговата адсорбция и разграждане на замърсителите.
- Модификация на покритието с нано-силициев диоксид
Наночастиците от силиций са равномерно диспергирани в инфилтрата или дисперсията и могат да бъдат модификация на покритието от базалтови влакна: между базалтови влакна и епоксидна смола, наночастиците от силиций играят ролята на мост, значително подобрявайки междуфазовата съвместимост между двете. След модификация, грапавостта на повърхността на базалтовите влакна се увеличава, специфичната повърхност се увеличава и кислородсъдържащите функционални групи се увеличават. Проучването показа, че с използването на модифициран с наночастици силиций носител от базалтови влакна: действителното количество микробен филм на грам монтирано влакно се увеличава с 21,39%. Ефективността на отстраняване на замърсителите се подобрява значително.
Заключение и перспектива
Повърхностната активност, свойствата на междуфазово свързване и функционалността на базалтовите влакна бяха значително подобрени чрез различни методи за модификация на повърхността. Сред тях:
- Модификацията със силанов свързващ агент е по-подходяща за подобряване на адхезията на базалтови влакна с матрични материали (напр. цимент, асфалт, епоксидна смола и др.).
- Модификацията на повърхностноактивни вещества и модификацията на отлагането на органично желязо са по-подходящи за областта на опазването на околната среда, особено за приложение на микробни носители при пречистване на отпадъчни води.
- Модификацията на нано-силициево покритие, с предимствата на подобряване на механичните и функционалните свойства, има широк спектър от перспективи в областта на... Композитни материали и опазване на околната среда.
Бъдещите изследвания могат допълнително да оптимизират параметрите на процеса на модификация и да изследват синергичния ефект на различните методи за модификация, за да отговорят на нуждите на различните приложения.
