Unha revisión dos estudos de modificación superficial de fibras de basalto

Como material de fibra inorgánica de alto rendemento, as excelentes propiedades mecánicas da fibra de basalto, Química A resistencia e a estabilidade a altas temperaturas deron lugar a diversas aplicacións en enxeñaría civil, materiais compostos e protección ambiental. Non obstante, as fibras de basalto teñen superficies lisas e carecen de grupos funcionais activos, o que resulta en propiedades de unión interfacial deficientes cos materiais da matriz. Polo tanto, a modificación superficial das fibras de basalto pode mellorar significativamente as súas propiedades de unión interfacial e potenciar a súa aplicación nos campos dos materiais compostos e da protección ambiental. A continuación móstranse os avances na investigación de varios métodos de modificación importantes.

1. Modificación da superficie do axente de acoplamento de silano

O axente de acoplamento de silano é un axente de tratamento de superficies de uso común que mellora as propiedades de unión interfacial entre as fibras e os materiais da matriz mediante unión química.

Modificación do KH-550

O estudo demostra que o tratamento das fibras de basalto cunha solución de axente de acoplamento de silano KH-550 forma enlaces químicos estables na superficie da fibra e mellora a unión interfacial entre a fibra e o asfalto. A concentración razoable de KH-550 é do 1,0 % e o tempo de tratamento é de 30 minutos. Tras a modificación, a adhesión entre a fibra de basalto e o asfalto mellorou nun grao. A taxa de absorción de aceite aumentou nun 65,5 %, o que mellorou significativamente a adhesión co asfalto.

KH-570 Modificación

O KH-570 modifica as fibras de basalto para que a súa superficie sexa rugosa e aumente os puntos activos na superficie da fibra. No material composto, co aumento da lonxitude da fibra modificada e a cantidade de adición, as propiedades mecánicas do material composto melloran significativamente.

2. Modificación de surfactantes

Modificación do CTAC

O revestimento físico das fibras de basalto co surfactante catiónico cloruro de cetiltrimetilamonio (CTAC) mellora a hidrofilicidade e a dispersabilidade das fibras na auga. Este método de modificación ten un efecto significativo na adhesión da película microbiana: a forza de adhesión microbiana aumenta significativamente. Aumentar a cantidade de adhesión microbiana facilita a aplicación no tratamento de augas residuais.

3. Modificación da deposición en fase líquida de ferro orgánico

A modificación das fibras de basalto mediante a deposición en fase líquida de ferro orgánico pode mellorar a capacidade de bioadhesión da superficie da fibra e potenciar aínda máis a súa aplicación no campo do tratamento de augas residuais. Este método de modificación pode formar un revestimento estable de óxido de ferro na superficie da fibra para mellorar a súa adsorción e degradación de contaminantes.

4. Modificación do revestimento por nanosílice

As partículas de nanosílice están dispersas uniformemente no infiltrante ou na dispersión e poden ser modificadas mediante revestimentos de fibra de basalto: entre a fibra de basalto e a resina epoxi, as partículas de nanosílice desempeñan un papel de ponte, mellorando significativamente a compatibilidade interfacial entre ambas. Tras a modificación, a rugosidade superficial da fibra de basalto aumenta, a superficie específica aumenta e os grupos funcionais que conteñen osíxeno aumentan. O estudo mostrou que, co uso dun soporte de fibra de basalto modificado con nanosílice, a cantidade real de película microbiana por gramo de fibra montada aumentou nun 21,39 %. A eficiencia de eliminación de contaminantes mellorou significativamente.

Conclusión e perspectivas

A actividade superficial, as propiedades de unión interfacial e a funcionalidade das fibras de basalto melloraron significativamente mediante diferentes métodos de modificación superficial. Entre eles:

1. A modificación do axente de acoplamento de silano é máis axeitada para mellorar a adhesión das fibras de basalto cos materiais da matriz (por exemplo, cemento, asfalto, resina epoxi, etc.).
2. A modificación de surfactantes e a modificación da deposición de ferro orgánico son máis axeitadas para o campo da protección ambiental, especialmente para a aplicación de portadores microbianos no tratamento de augas residuais.
3. A modificación do revestimento de nano-sílice, coas vantaxes de mellorar as propiedades mecánicas e funcionais, ten unha ampla gama de perspectivas no campo da Materiais compostos e protección ambiental.

As investigacións futuras poden optimizar aínda máis os parámetros do proceso de modificación e explorar o efecto sinérxico de diferentes métodos de modificación para satisfacer as necesidades de diferentes aplicacións.