Pregled studija modifikacije površine bazaltnih vlakana

Kao visokoučinkoviti anorganski vlaknasti materijal, bazaltna vlakna imaju izvrsna mehanička svojstva, Kemijsko Otpornost i stabilnost na visoke temperature doveli su do različitih primjena u građevinarstvu, kompozitnim materijalima i zaštiti okoliša. Međutim, bazaltna vlakna imaju glatke površine i nedostaju im aktivne funkcionalne skupine, što rezultira lošim svojstvima međupovršinskog vezivanja s matričnim materijalima. Stoga, modifikacija površine bazaltnih vlakana može značajno poboljšati njihova svojstva međupovršinskog vezivanja i unaprijediti njihovu primjenu u kompozitima i područjima zaštite okoliša. U nastavku slijedi napredak istraživanja nekoliko glavnih metoda modifikacije.

1. Modifikacija površine silanskog vezivnog sredstva

Silan spojno sredstvo je često korišteno sredstvo za površinsku obradu koje poboljšava svojstva međupovršinskog vezivanja između vlakana i matričnih materijala putem kemijskog vezivanja.

KH-550 modifikacija

Studija pokazuje da tretiranje bazaltnih vlakana otopinom silanskog vezivnog sredstva KH-550 stvara stabilne kemijske veze na površini vlakana i poboljšava međupovršinsko lijepljenje između vlakana i asfalta. Razumna koncentracija KH-550 je 1,0%, a vrijeme tretmana je 30 minuta. Nakon modifikacije, prianjanje između bazaltnih vlakana i asfalta poboljšano je za 1 stupanj. Stopa apsorpcije ulja povećala se za 65,5%, što je značajno poboljšalo prianjanje s asfaltom.

KH-570 Modifikacija

KH-570 modificira bazaltna vlakna kako bi im površina postala hrapava i povećao aktivne točke na površini vlakana. U kompozitnom materijalu, s povećanjem duljine modificiranih vlakana i količinom dodatka, mehanička svojstva kompozitnog materijala značajno se poboljšavaju.

2. Modifikacija surfaktanta

Modifikacija CTAC-a

Fizičko premazivanje bazaltnih vlakana kationskim surfaktantom cetiltrimetilamonijevim kloridom (CTAC) poboljšava hidrofilnost i disperzibilnost vlakana u vodi. Ova metoda modifikacije ima značajan utjecaj na prianjanje mikrobnog filma: čvrstoća mikrobne adhezije značajno se povećava. Povećanje količine mikrobnog prianjanja olakšava primjenu u pročišćavanju otpadnih voda.

3. Modifikacija taloženja organskog željeza u tekućoj fazi

Modifikacija bazaltnih vlakana taloženjem organskog željeza u tekućoj fazi može poboljšati sposobnost bioadhezije površine vlakana i dodatno unaprijediti njihovu primjenu u području pročišćavanja otpadnih voda. Ova metoda modifikacije može stvoriti stabilan premaz željeznog oksida na površini vlakna kako bi se poboljšala njihova adsorpcija i razgradnja onečišćujućih tvari.

4. Modifikacija premaza nano-silicijevim dioksidom

Nanosilicijske čestice su jednoliko raspršene u infiltrantu ili disperziji i mogu se modificirati kao premaz od bazaltnih vlakana: između bazaltnih vlakana i epoksidne smole, nanosilicijske čestice igraju ulogu mosta, značajno poboljšavajući međupovršinsku kompatibilnost između njih. Nakon modifikacije, hrapavost površine bazaltnih vlakana se povećava, specifična površina se povećava, a funkcionalne skupine koje sadrže kisik se povećavaju. Studija je pokazala da se uz upotrebu nanosilicijskog nosača od bazaltnih vlakana modificiranog nanosilicijskim dioksidom: stvarna količina mikrobnog filma po gramu montiranih vlakana povećala za 21,39%. Učinkovitost uklanjanja onečišćujućih tvari značajno je poboljšana.

Zaključak i izgledi

Površinska aktivnost, svojstva međufaznog vezivanja i funkcionalnost bazaltnih vlakana značajno su poboljšani različitim metodama modifikacije površine. Među njima:

1. Modifikacija silanskim vezivnim sredstvom prikladnija je za poboljšanje prianjanja bazaltnih vlakana s matričnim materijalima (npr. cementom, asfaltom, epoksidnom smolom itd.).
2. Modifikacija surfaktanata i modifikacija taloženja organskog željeza prikladnije su za područje zaštite okoliša, posebno za primjenu mikrobnih nosača u pročišćavanju otpadnih voda.
3. Modifikacija nano-silicijevim premazom, s prednostima poboljšanja mehaničkih i funkcionalnih svojstava, ima širok raspon perspektiva u području Kompozitni materijali i zaštitu okoliša.

Buduća istraživanja mogu dodatno optimizirati parametre procesa modifikacije i istražiti sinergijski učinak različitih metoda modifikacije kako bi se zadovoljile potrebe različitih primjena.