Bazaltszálak felületmódosítási vizsgálatainak áttekintése
Nagy teljesítményű szervetlen szálas anyagként a bazaltszál kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, Kémiai Az ellenállás és a magas hőmérsékleti stabilitás számos alkalmazáshoz vezetett az építőmérnöki, kompozit anyagok és környezetvédelem területén. A bazaltszálak azonban sima felülettel rendelkeznek és nem rendelkeznek aktív funkciós csoportokkal, ami gyenge határfelületi kötési tulajdonságokat eredményez a mátrixanyagokkal. Ezért a bazaltszálak felületmódosítása jelentősen javíthatja határfelületi kötési tulajdonságaikat és fokozhatja alkalmazásukat kompozitokban és környezetvédelem területén. Az alábbiakban számos fő módosítási módszer kutatási előrehaladását ismertetjük.
- Szilán kapcsolószer felületmódosítás
A szilán kapcsolószer egy gyakran használt felületkezelő szer, amely kémiai kötés révén javítja a szálak és a mátrixanyagok közötti határfelületi kötési tulajdonságokat.
KH-550 módosítás
A tanulmány kimutatta, hogy a bazaltszálak KH-550 szilán kapcsolószerrel történő kezelése stabil kémiai kötéseket képez a szál felületén, és javítja a szál és az aszfalt közötti határfelületi kötést. A KH-550 ajánlott koncentrációja 1,0%, a kezelési idő pedig 30 perc. A módosítás után a bazaltszál és az aszfalt közötti tapadás 1 fokozattal javult. Az olajfelvételi sebesség 65,5%-kal nőtt, ami jelentősen javította az aszfalttal való tapadást.
KH-570 Módosítás
A KH-570 módosítja a bazaltszálakat, érdesíti azok felületét és növeli a szálfelületen lévő aktív pontok számát. A kompozit anyagban a módosított szál hosszának és az adalékanyag mennyiségének növelésével a kompozit anyag mechanikai tulajdonságai jelentősen javulnak.
- Felületaktív anyag módosítása
CTAC módosítás
A bazaltszálak fizikai bevonása kationos cetil-trimetil-ammónium-kloriddal (CTAC) javítja a szálak hidrofilitását és vízben való diszpergálhatóságát. Ez a módosítási módszer jelentős hatással van a mikrobiális film tapadására: a mikrobiális tapadási szilárdság jelentősen megnő. A mikrobiális tapadás mértékének növelése megkönnyíti az alkalmazást a szennyvíztisztításban.
- Szerves vas folyékony fázisú lerakódás módosítása
A bazaltszálak szerves vas folyékony fázisú leválasztással történő módosítása javíthatja a szálfelület bioadhéziós képességét, és tovább fokozhatja alkalmazását a szennyvíztisztítás területén. Ez a módosítási módszer stabil vas-oxid bevonatot képezhet a szál felületén, javítva annak adszorpcióját és a szennyező anyagok lebontását.
- Nano-szilícium-dioxiddal történő bevonatmódosítás
A nanoszilica részecskék egyenletesen diszpergálódnak az infiltránsban vagy diszperzióban, és bazaltszál bevonatmódosításként is alkalmazhatók: a bazaltszál és az epoxigyanta között a nanoszilica részecskék híd szerepet játszanak, jelentősen javítva a kettő közötti határfelületi kompatibilitást. A módosítás után a bazaltszál felületi érdessége, a fajlagos felülete és az oxigéntartalmú funkciós csoportok száma megnő. A tanulmány kimutatta, hogy nanoszilica-val módosított bazaltszál hordozó alkalmazásával: a felvitt mikrobiális film tényleges mennyisége grammonként 21,39%-kal nőtt. A szennyezőanyag-eltávolítás hatékonysága jelentősen javult.
Következtetés és kilátások
A bazaltszálak felületi aktivitását, határfelületi kötési tulajdonságait és funkcionalitását jelentősen javították különböző felületmódosítási módszerekkel. Ezek közé tartoznak:
- A szilán kapcsolószer módosítás alkalmasabb a bazaltszálak mátrixanyagokkal (pl. cement, aszfalt, epoxigyanta stb.) való tapadásának javítására.
- A felületaktív anyagok módosítása és a szerves vaslerakódás módosítása alkalmasabb a környezetvédelem területén, különösen a szennyvízkezelésben a mikrobiális hordozóanyagok alkalmazására.
- A nano-szilícium-dioxid bevonatmódosítás, a mechanikai és funkcionális tulajdonságok javításának előnyeivel, széleskörű lehetőségeket kínál a ... területén. Kompozit anyagok és a környezetvédelem.
A jövőbeli kutatások tovább optimalizálhatják a módosítási folyamat paramétereit, és feltárhatják a különböző módosítási módszerek szinergikus hatását a különböző alkalmazások igényeinek kielégítése érdekében.
