Přehled studií modifikace povrchu čedičových vláken
Jako vysoce výkonný anorganický vláknitý materiál má čedičové vlákno vynikající mechanické vlastnosti, Chemikálie Odolnost a stabilita při vysokých teplotách vedly k různým aplikacím ve stavebnictví, kompozitních materiálech a ochraně životního prostředí. Čedičová vlákna však mají hladké povrchy a chybí jim aktivní funkční skupiny, což má za následek špatné vlastnosti mezifázových vazeb s matricovými materiály. Modifikace povrchu čedičových vláken proto může výrazně zlepšit jejich vlastnosti mezifázových vazeb a rozšířit jejich použití v kompozitech a v oblasti ochrany životního prostředí. Následuje pokrok ve výzkumu několika hlavních metod modifikace.
- Modifikace povrchu silanového spojovacího činidla
Silanové spojovací činidlo je běžně používané činidlo pro úpravu povrchu, které zlepšuje vlastnosti mezifázových vazeb mezi vlákny a matricovými materiály prostřednictvím chemické vazby.
Modifikace KH-550
Studie ukazuje, že úprava čedičových vláken roztokem silanového spojovacího činidla KH-550 vytváří stabilní chemické vazby na povrchu vláken a zlepšuje mezifázové propojení mezi vláknem a asfaltem. Přiměřená koncentrace KH-550 je 1,0 % a doba úpravy je 30 minut. Po modifikaci se adheze mezi čedičovými vlákny a asfaltem zlepšila o 1 stupeň. Míra absorpce oleje se zvýšila o 65,5 %, což významně zlepšilo adhezi k asfaltu.
KH-570 Modifikace
KH-570 modifikuje čedičová vlákna, čímž zdrsňuje jejich povrch a zvyšuje počet aktivních bodů na povrchu vláken. V kompozitním materiálu se se zvětšením délky modifikovaných vláken a množstvím přidaných látek výrazně zlepšují mechanické vlastnosti kompozitního materiálu.
- Modifikace povrchově aktivní látky
Modifikace CTAC
Fyzikální povlakování čedičových vláken kationtovým povrchově aktivním činidlem cetyltrimethylamoniumchloridem (CTAC) zlepšuje hydrofilnost a dispergovatelnost vláken ve vodě. Tato modifikační metoda má významný vliv na adhezi mikrobiálního filmu: výrazně se zvyšuje mikrobiální adhezní síla. Zvýšení množství mikrobiálních úchytů usnadňuje použití v čištění odpadních vod.
- Modifikace nanášení organického železa v kapalné fázi
Modifikace čedičových vláken nanášením organického železa v kapalné fázi může zlepšit bioadhezivní schopnost povrchu vlákna a dále rozšířit jeho uplatnění v oblasti čištění odpadních vod. Tato modifikační metoda může na povrchu vlákna vytvořit stabilní povlak oxidu železa, který zlepšuje jeho adsorpci a degradaci znečišťujících látek.
- Modifikace povlaku nano-oxidem křemičitým
Nanočástice oxidu křemičitého jsou rovnoměrně rozptýleny v infiltrantu nebo disperzi a mohou být modifikací povlaku čedičových vláken: mezi čedičovými vlákny a epoxidovou pryskyřicí hrají nanočástice oxidu křemičitého roli můstku, což výrazně zlepšuje mezifázovou kompatibilitu mezi nimi. Po modifikaci se zvyšuje drsnost povrchu čedičových vláken, zvyšuje se specifický povrch a zvyšuje se počet funkčních skupin obsahujících kyslík. Studie ukázala, že s použitím nosiče z čedičových vláken modifikovaného nanočásticemi oxidu křemičitého se skutečné množství mikrobiálního filmu na gram naneseného vlákna zvýšilo o 21,39 %. Účinnost odstraňování znečišťujících látek se výrazně zlepšila.
Závěr a výhled
Povrchová aktivita, vlastnosti mezifázových vazeb a funkčnost čedičových vláken byly významně zlepšeny různými metodami modifikace povrchu. Mezi ně patří:
- Pro zlepšení adheze čedičových vláken s matricovými materiály (např. cement, asfalt, epoxidová pryskyřice atd.) je vhodnější modifikace silanovým spojovacím činidlem.
- Modifikace povrchově aktivních látek a modifikace organickým ukládáním železa jsou vhodnější pro oblast ochrany životního prostředí, zejména pro aplikaci mikrobiálních nosičů v čištění odpadních vod.
- Modifikace nano-oxidem křemičitým povlakem s výhodami zlepšení mechanických a funkčních vlastností má širokou škálu perspektiv v oblasti... Kompozitní materiály a ochrana životního prostředí.
Budoucí výzkum může dále optimalizovat parametry modifikačního procesu a prozkoumat synergický efekt různých modifikačních metod s cílem uspokojit potřeby různých aplikací.
