مروری بر مطالعات اصلاح سطح الیاف بازالت
به عنوان یک ماده فیبر معدنی با کارایی بالا، خواص مکانیکی عالی فیبر بازالت، شیمیایی مقاومت و پایداری در دمای بالا منجر به کاربردهای مختلفی در مهندسی عمران، مواد کامپوزیت و حفاظت از محیط زیست شده است. با این حال، الیاف بازالت سطوح صافی دارند و فاقد گروههای عاملی فعال هستند که منجر به خواص پیوند سطحی ضعیف با مواد ماتریس میشود. بنابراین، اصلاح سطح الیاف بازالت میتواند به طور قابل توجهی خواص پیوند سطحی آنها را بهبود بخشد و کاربرد آنها را در کامپوزیتها و زمینههای حفاظت از محیط زیست افزایش دهد. در ادامه پیشرفت تحقیقات چندین روش اصلاح عمده ارائه شده است.
- اصلاح سطح عامل اتصال سیلان
عامل اتصال سیلان یک عامل اصلاح سطح رایج است که از طریق پیوند شیمیایی، خواص پیوند سطحی بین الیاف و مواد ماتریس را بهبود میبخشد.
اصلاح KH-550
این مطالعه نشان میدهد که عملآوری الیاف بازالت با محلول عامل اتصال سیلان KH-550 پیوندهای شیمیایی پایداری را روی سطح الیاف تشکیل میدهد و پیوند سطحی بین الیاف و آسفالت را بهبود میبخشد. غلظت معقول KH-550 برابر با 1.0٪ و زمان عملآوری 30 دقیقه است. پس از اصلاح، چسبندگی بین الیاف بازالت و آسفالت 1 درجه بهبود یافت. میزان جذب روغن 65.5٪ افزایش یافت که چسبندگی با آسفالت را به طور قابل توجهی افزایش داد.
KH-570 اصلاح
KH-570 الیاف بازالت را اصلاح میکند تا سطح آنها را زبرتر کرده و نقاط فعال روی سطح الیاف را افزایش دهد. در ماده کامپوزیت، با افزایش طول الیاف اصلاحشده و میزان افزودنی، خواص مکانیکی ماده کامپوزیت به طور قابل توجهی بهبود مییابد.
- اصلاح سورفکتانت
اصلاح CTAC
پوشش فیزیکی الیاف بازالت با سورفکتانت کاتیونی ستیل تری متیل آمونیوم کلرید (CTAC) آبدوستی و پراکندگی الیاف در آب را بهبود میبخشد. این روش اصلاح تأثیر قابل توجهی بر چسبندگی فیلم میکروبی دارد: قدرت چسبندگی میکروبی به طور قابل توجهی افزایش مییابد. افزایش میزان اتصال میکروبی، کاربرد آن را در تصفیه فاضلاب تسهیل میکند.
- اصلاح رسوب فاز مایع آهن آلی
اصلاح الیاف بازالت با رسوب فاز مایع آهن آلی میتواند قابلیت چسبندگی زیستی سطح الیاف را بهبود بخشد و کاربرد آن را در زمینه تصفیه فاضلاب بیشتر افزایش دهد. این روش اصلاح میتواند یک پوشش اکسید آهن پایدار روی سطح الیاف تشکیل دهد تا جذب و تخریب آلایندهها را بهبود بخشد.
- اصلاح پوشش توسط نانو سیلیس
ذرات نانوسیلیکا به طور یکنواخت در ماده نفوذی یا دیسپرسیون پراکنده میشوند و میتوانند اصلاح پوشش الیاف بازالت باشند: بین الیاف بازالت و رزین اپوکسی، ذرات نانوسیلیکا نقش پل را ایفا میکنند و سازگاری سطحی بین این دو را به طور قابل توجهی بهبود میبخشند. پس از اصلاح، زبری سطح الیاف بازالت افزایش مییابد، مساحت سطح ویژه افزایش مییابد و گروههای عاملی حاوی اکسیژن افزایش مییابند. این مطالعه نشان داد که با استفاده از یک حامل الیاف بازالت اصلاحشده با نانوسیلیکا: مقدار واقعی فیلم میکروبی در هر گرم الیاف نصبشده 21.39٪ افزایش یافت. راندمان حذف آلاینده به طور قابل توجهی بهبود یافت.
نتیجهگیری و چشمانداز
فعالیت سطحی، خواص پیوند بین سطحی و عملکرد الیاف بازالت با روشهای مختلف اصلاح سطح به طور قابل توجهی بهبود یافت. از جمله آنها:
- اصلاح با عامل جفتکننده سیلان برای بهبود چسبندگی الیاف بازالت با مواد ماتریس (مثلاً سیمان، آسفالت، رزین اپوکسی و غیره) مناسبتر است.
- اصلاح سورفکتانت و اصلاح رسوب آهن آلی برای حوزه حفاظت از محیط زیست، به ویژه برای کاربرد حامل میکروبی در تصفیه فاضلاب، مناسبتر هستند.
- اصلاح پوشش نانو سیلیکا، با مزایای بهبود خواص مکانیکی و عملکردی، چشمانداز وسیعی در زمینه ... دارد. مواد کامپوزیت و حفاظت از محیط زیست.
تحقیقات آینده میتواند پارامترهای فرآیند اصلاح را بیشتر بهینه کند و اثر همافزایی روشهای مختلف اصلاح را برای برآوردن نیازهای کاربردهای مختلف بررسی کند.
