En gennemgang af overflademodifikationsstudier af basaltfibre
Som et højtydende uorganisk fibermateriale har basaltfiber fremragende mekaniske egenskaber, Kemisk Modstand og højtemperaturstabilitet har ført til forskellige anvendelser inden for anlægsarbejde, kompositmaterialer og miljøbeskyttelse. Basaltfibre har imidlertid glatte overflader og mangler aktive funktionelle grupper, hvilket resulterer i dårlige grænsefladebindingsegenskaber med matrixmaterialer. Derfor kan overflademodifikation af basaltfibre forbedre deres grænsefladebindingsegenskaber betydeligt og forbedre deres anvendelse inden for kompositter og miljøbeskyttelse. Følgende er forskningsfremskridt inden for flere vigtige modifikationsmetoder.
- Overflademodifikation af silankoblingsmiddel
Silankoblingsmiddel er et almindeligt anvendt overfladebehandlingsmiddel, der forbedrer grænsefladebindingsegenskaberne mellem fibre og matrixmaterialer gennem kemisk binding.
KH-550 Modifikation
Undersøgelsen viser, at behandling af basaltfibre med en silankoblingsopløsning KH-550 danner stabile kemiske bindinger på fiberoverfladen og forbedrer grænsefladebindingen mellem fiberen og asfalten. Den rimelige koncentration af KH-550 er 1,0%, og behandlingstiden er 30 minutter. Efter modifikationen blev vedhæftningen mellem basaltfiber og asfalt forbedret med 1 grad. Olieabsorptionshastigheden steg med 65,5%, hvilket forbedrede vedhæftningen med asfalt betydeligt.
KH-570 Modifikation
KH-570 modificerer basaltfibre for at gøre deres overflade ru og øge antallet af aktive punkter på fiberoverfladen. I kompositmaterialet forbedres kompositmaterialets mekaniske egenskaber betydeligt med stigende modificeret fiberlængde og mængden af tilsætning.
- Modifikation af overfladeaktivt stof
CTAC-modifikation
Fysisk coating af basaltfibre med det kationiske overfladeaktive stof cetyltrimethylammoniumchlorid (CTAC) forbedrer fibrenes hydrofilicitet og dispergerbarhed i vand. Denne modifikationsmetode har en betydelig effekt på mikrobiel filmadhæsion: den mikrobielle adhæsionsstyrke øges betydeligt. Forøgelse af mængden af mikrobiel binding letter anvendelsen i spildevandsbehandling.
- Modifikation af organisk jernvæskefaseaflejring
Modifikationen af basaltfibre ved aflejring af organisk jern i flydende fase kan forbedre fiberoverfladens bioadhæsionsevne og yderligere forbedre dens anvendelse inden for spildevandsbehandling. Denne modifikationsmetode kan danne en stabil jernoxidbelægning på fiberens overflade for at forbedre dens adsorption og nedbrydning af forurenende stoffer.
- Belægningsmodifikation med nano-silica
Nanosilica-partikler er ensartet dispergeret i infiltranten eller dispersionen og kan modificeres med basaltfiberbelægning: mellem basaltfiber og epoxyharpiks spiller nanosilica-partikler en brofunktion, hvilket forbedrer grænsefladekompatibiliteten mellem de to betydeligt. Efter modifikationen øges overfladeruheden af basaltfibrene, det specifikke overfladeareal øges, og antallet af iltholdige funktionelle grupper øges. Undersøgelsen viste, at ved brug af en nanosilica-modificeret basaltfiberbærer steg den faktiske mængde mikrobiel film pr. gram monteret fiber med 21,39%. Effektiviteten af fjernelse af forurenende stoffer forbedredes betydeligt.
Konklusion og udsigter
Overfladeaktiviteten, grænsefladebindingsegenskaberne og funktionaliteten af basaltfibre blev betydeligt forbedret ved forskellige overflademodifikationsmetoder. Blandt dem:
- Modifikation af silankoblingsmidler er mere egnet til at forbedre basaltfibres vedhæftning med matrixmaterialer (f.eks. cement, asfalt, epoxyharpiks osv.).
- Modifikation af overfladeaktive stoffer og modifikation af organisk jernaflejring er mere egnede til miljøbeskyttelse, især til anvendelse som mikrobielle bærere i spildevandsbehandling.
- Modifikation af nano-silica-belægninger har, med fordelene ved at forbedre mekaniske og funktionelle egenskaber, en bred vifte af perspektiver inden for Kompositmaterialer og miljøbeskyttelse.
Fremtidig forskning kan yderligere optimere modifikationsprocessens parametre og undersøge den synergistiske effekt af forskellige modifikationsmetoder for at imødekomme behovene i forskellige applikationer.
