Una revisió dels estudis de modificació superficial de fibres de basalt
Com a material de fibra inorgànica d'alt rendiment, la fibra de basalt té excel·lents propietats mecàniques, Químic La resistència i l'estabilitat a altes temperatures han donat lloc a diverses aplicacions en enginyeria civil, materials compostos i protecció ambiental. Tanmateix, les fibres de basalt tenen superfícies llises i no tenen grups funcionals actius, cosa que resulta en unes propietats d'unió interfacial deficients amb els materials matricials. Per tant, la modificació superficial de les fibres de basalt pot millorar significativament les seves propietats d'unió interfacial i millorar la seva aplicació en els camps dels compostos i la protecció ambiental. A continuació es mostren els avenços en la investigació de diversos mètodes de modificació importants.
- Modificació de la superfície de l'agent d'acoblament de silà
L'agent d'acoblament de silà és un agent de tractament de superfícies d'ús comú que millora les propietats d'unió interfacial entre les fibres i els materials matricials mitjançant l'enllaç químic.
Modificació KH-550
L'estudi demostra que el tractament de fibres de basalt amb una solució d'agent d'acoblament de silà KH-550 forma enllaços químics estables a la superfície de la fibra i millora la unió interfacial entre la fibra i l'asfalt. La concentració raonable de KH-550 és de l'1,0% i el temps de tractament és de 30 minuts. Després de la modificació, l'adhesió entre la fibra de basalt i l'asfalt va millorar en 1 grau. La taxa d'absorció d'oli va augmentar en un 65,5%, cosa que va millorar significativament l'adhesió amb l'asfalt.
KH-570 Modificació
El KH-570 modifica les fibres de basalt per asprar-ne la superfície i augmentar els punts actius a la superfície de la fibra. En el material compost, amb l'augment de la longitud de la fibra modificada i la quantitat d'addició, les propietats mecàniques del material compost milloren significativament.
- Modificació de tensioactius
CTAC modification
El recobriment físic de fibres de basalt amb el tensioactiu catiònic clorur de cetiltrimetilamoni (CTAC) millora la hidrofilicitat i la dispersibilitat de les fibres en aigua. Aquest mètode de modificació té un efecte significatiu en l'adhesió microbiana de la pel·lícula: la força d'adhesió microbiana augmenta significativament. L'augment de la quantitat d'adhesió microbiana facilita l'aplicació en el tractament d'aigües residuals.
- Modificació de la deposició en fase líquida de ferro orgànic
La modificació de fibres de basalt mitjançant la deposició en fase líquida de ferro orgànic pot millorar la capacitat de bioadhesió de la superfície de la fibra i millorar encara més la seva aplicació en el camp del tractament d'aigües residuals. Aquest mètode de modificació pot formar un recobriment estable d'òxid de ferro a la superfície de la fibra per millorar la seva adsorció i degradació de contaminants.
- Modificació del recobriment mitjançant nano-sílice
Les partícules de nanosílice es dispersen uniformement en l'infiltrant o la dispersió, i poden ser modificades amb un recobriment de fibra de basalt: entre la fibra de basalt i la resina epoxi, les partícules de nanosílice fan un paper de pont, millorant significativament la compatibilitat interfacial entre ambdues. Després de la modificació, augmenta la rugositat superficial de la fibra de basalt, augmenta la superfície específica i augmenten els grups funcionals que contenen oxigen. L'estudi va demostrar que amb l'ús d'un portador de fibra de basalt modificat amb nanosílice: la quantitat real de pel·lícula microbiana per gram de fibra muntada va augmentar un 21,39%. L'eficiència d'eliminació de contaminants va millorar significativament.
Conclusió i perspectives
L'activitat superficial, les propietats d'unió interfacial i la funcionalitat de les fibres de basalt es van millorar significativament mitjançant diferents mètodes de modificació superficial. Entre ells:
- La modificació de l'agent d'acoblament de silà és més adequada per millorar l'adhesió de les fibres de basalt amb materials matricials (per exemple, ciment, asfalt, resina epoxi, etc.).
- La modificació de tensioactius i la modificació de la deposició de ferro orgànic són més adequades per al camp de la protecció del medi ambient, especialment per a l'aplicació de portadors microbians en el tractament d'aigües residuals.
- La modificació del recobriment de nano-sílice, amb els avantatges de millorar les propietats mecàniques i funcionals, té una àmplia gamma de perspectives en el camp de Materials compostos i la protecció del medi ambient.
La investigació futura pot optimitzar encara més els paràmetres del procés de modificació i explorar l'efecte sinèrgic de diferents mètodes de modificació per satisfer les necessitats de diferents aplicacions.
