Pregled studija modifikacije površine bazaltnih vlakana

Kao visokoperformansni neorganski vlaknasti materijal, bazaltna vlakna imaju odlična mehanička svojstva, Hemijsko Otpornost i stabilnost na visoke temperature doveli su do različitih primjena u građevinarstvu, kompozitnim materijalima i zaštiti okoliša. Međutim, bazaltna vlakna imaju glatke površine i nedostaju im aktivne funkcionalne grupe, što rezultira lošim svojstvima međupovršinskog vezivanja s matričnim materijalima. Stoga, modifikacija površine bazaltnih vlakana može značajno poboljšati njihova svojstva međupovršinskog vezivanja i unaprijediti njihovu primjenu u kompozitima i područjima zaštite okoliša. U nastavku slijedi napredak istraživanja nekoliko glavnih metoda modifikacije.

1. Modifikacija površine silanskog vezivnog sredstva

Silan vezivno sredstvo je često korišteno sredstvo za površinsku obradu koje poboljšava svojstva međupovršinskog vezivanja između vlakana i matričnih materijala putem hemijskog vezivanja.

KH-550 modifikacija

Studija pokazuje da tretiranje bazaltnih vlakana rastvorom silanskog vezivnog sredstva KH-550 formira stabilne hemijske veze na površini vlakana i poboljšava međufazno povezivanje između vlakana i asfalta. Razumna koncentracija KH-550 je 1,0%, a vrijeme tretmana je 30 minuta. Nakon modifikacije, prianjanje između bazaltnih vlakana i asfalta poboljšano je za 1 stepen. Stopa apsorpcije ulja povećala se za 65,5%, što je značajno poboljšalo prianjanje s asfaltom.

KH-570 Modifikacija

KH-570 modificira bazaltna vlakna kako bi im učinio površinu hrapavom i povećao aktivne tačke na površini vlakana. U kompozitnom materijalu, s povećanjem dužine modificiranih vlakana i količinom dodatka, mehanička svojstva kompozitnog materijala se značajno poboljšavaju.

2. Modifikacija surfaktanta

Modifikacija CTAC-a

Fizičko premazivanje bazaltnih vlakana kationskim surfaktantom cetiltrimetilamonijum hloridom (CTAC) poboljšava hidrofilnost i disperzibilnost vlakana u vodi. Ova metoda modifikacije ima značajan uticaj na prianjanje mikrobnog filma: čvrstoća mikrobne adhezije se značajno povećava. Povećanje količine mikrobnog vezivanja olakšava primjenu u tretmanu otpadnih voda.

3. Modifikacija taloženja organskog željeza u tekućoj fazi

Modifikacija bazaltnih vlakana taloženjem organskog željeza u tekućoj fazi može poboljšati sposobnost bioadhezije površine vlakana i dodatno unaprijediti njihovu primjenu u području prečišćavanja otpadnih voda. Ova metoda modifikacije može formirati stabilan premaz željeznog oksida na površini vlakna kako bi se poboljšala njegova adsorpcija i razgradnja zagađivača.

4. Modifikacija premaza nano-silicijevim dioksidom

Čestice nanosilicijevog dioksida su ravnomjerno dispergirane u infiltrantu ili disperziji i mogu biti modifikacija premaza od bazaltnih vlakana: između bazaltnih vlakana i epoksidne smole, čestice nanosilicijevog dioksida igraju ulogu mosta, značajno poboljšavajući međufaznu kompatibilnost između njih. Nakon modifikacije, hrapavost površine bazaltnih vlakana se povećava, specifična površina se povećava, a funkcionalne grupe koje sadrže kisik se povećavaju. Studija je pokazala da se upotrebom nosača od bazaltnih vlakana modificiranog nanosilicijevim dioksidom stvarna količina mikrobnog filma po gramu montiranih vlakana povećava za 21,39%. Efikasnost uklanjanja zagađivača je značajno poboljšana.

Zaključak i perspektive

Površinska aktivnost, svojstva međufaznog vezivanja i funkcionalnost bazaltnih vlakana značajno su poboljšani različitim metodama modifikacije površine. Među njima:

1. Modifikacija silanskim vezivnim sredstvom je pogodnija za poboljšanje prianjanja bazaltnih vlakana s matričnim materijalima (npr. cementom, asfaltom, epoksidnom smolom itd.).
2. Modifikacija surfaktanata i modifikacija taloženja organskog željeza su pogodnije za područje zaštite okoliša, posebno za primjenu mikrobnih nosača u tretmanu otpadnih voda.
3. Modifikacija nano-silicijumskim premazom, s prednostima poboljšanja mehaničkih i funkcionalnih svojstava, ima širok spektar perspektiva u oblasti... Kompozitni materijali i zaštitu okoliša.

Buduća istraživanja mogu dodatno optimizirati parametre procesa modifikacije i istražiti sinergijski učinak različitih metoda modifikacije kako bi se zadovoljile potrebe različitih primjena.