Բազալտե մանրաթելերի մակերեսային մոդիֆիկացիայի ուսումնասիրությունների վերանայում
Որպես բարձր արդյունավետությամբ անօրգանական մանրաթելային նյութ, բազալտե մանրաթելի գերազանց մեխանիկական հատկությունները, Քիմիական Դիմադրությունը և բարձր ջերմաստիճանային կայունությունը հանգեցրել են քաղաքացիական ճարտարագիտության, կոմպոզիտային նյութերի և շրջակա միջավայրի պաշտպանության տարբեր կիրառությունների: Այնուամենայնիվ, բազալտե մանրաթելերն ունեն հարթ մակերեսներ և չունեն ակտիվ ֆունկցիոնալ խմբեր, ինչը հանգեցնում է մատրիցային նյութերի հետ միջերեսային կապի վատ հատկությունների: Հետևաբար, բազալտե մանրաթելերի մակերեսային մոդիֆիկացիան կարող է զգալիորեն բարելավել դրանց միջերեսային կապի հատկությունները և ընդլայնել դրանց կիրառումը կոմպոզիտներում և շրջակա միջավայրի պաշտպանության ոլորտներում: Ստորև ներկայացված է մի քանի հիմնական մոդիֆիկացման մեթոդների հետազոտական առաջընթացը:
- Սիլանի միացնող նյութի մակերեսի փոփոխություն
Սիլանային միացնող նյութը լայնորեն օգտագործվող մակերևութային մշակման նյութ է, որը քիմիական կապի միջոցով բարելավում է մանրաթելերի և մատրիցային նյութերի միջև միջմակերեսային կապման հատկությունները։
KH-550-ի մոդիֆիկացիա
Ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ բազալտե մանրաթելերի մշակումը սիլանային կապող նյութ KH-550 լուծույթով մանրաթելի մակերեսին առաջացնում է կայուն քիմիական կապեր և բարելավում է մանրաթելի և ասֆալտի միջև միջերեսային կապը: KH-550-ի ողջամիտ կոնցենտրացիան 1.0% է, իսկ մշակման տևողությունը՝ 30 րոպե: Փոփոխությունից հետո բազալտե մանրաթելի և ասֆալտի միջև կպչունությունը բարելավվել է 1 աստիճանով: Յուղի կլանման արագությունը աճել է 65.5%-ով, ինչը զգալիորեն բարելավել է կպչունությունը ասֆալտի հետ:
KH-570 Փոփոխություն
KH-570-ը մոդիֆիկացնում է բազալտե մանրաթելերը՝ դրանց մակերեսը կոպտացնելու և մանրաթելի մակերեսին ակտիվ կետերը մեծացնելու համար: Կոմպոզիտային նյութում, մոդիֆիկացված մանրաթելի երկարության և ավելացման քանակի մեծացման հետ մեկտեղ, կոմպոզիտային նյութի մեխանիկական հատկությունները զգալիորեն բարելավվում են:
- Մակերևութային ակտիվ նյութի փոփոխություն
CTAC-ի փոփոխություն
Բազալտե մանրաթելերի ֆիզիկական ծածկույթը կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութ ցետիլտրիմեթիլամոնիումի քլորիդով (CTAC) բարելավում է մանրաթելերի հիդրոֆիլությունը և ցրման ունակությունը ջրում: Այս փոփոխման մեթոդը զգալի ազդեցություն ունի մանրէային թաղանթի կպչունության վրա. մանրէային կպչունության ուժը զգալիորեն մեծանում է: Մանրէային կպչունության քանակի մեծացումը հեշտացնում է կիրառումը կեղտաջրերի մաքրման մեջ:
- Օրգանական երկաթի հեղուկ փուլի նստեցման մոդիֆիկացիա
Բազալտե մանրաթելերի մոդիֆիկացումը օրգանական երկաթի հեղուկ փուլի նստեցման միջոցով կարող է բարելավել մանրաթելի մակերեսի կենսակպչունությունը և հետագայում ընդլայնել դրա կիրառումը կեղտաջրերի մաքրման ոլորտում: Այս մոդիֆիկացման մեթոդը կարող է մանրաթելի մակերեսին ձևավորել կայուն երկաթի օքսիդային ծածկույթ՝ բարելավելով դրա ադսորբցիան և աղտոտիչների քայքայումը:
- Ծածկույթի մոդիֆիկացիա նանո-սիլիկահողի միջոցով
Նանոսիլիցիումային մասնիկները միատարրորեն ցրված են ներթափանցող նյութում կամ դիսպերսիայում և կարող են լինել բազալտե մանրաթելային ծածկույթի մոդիֆիկացիա. բազալտե մանրաթելի և էպօքսիդային խեժի միջև նանոսիլիցիումային մասնիկները կամրջի դեր են խաղում՝ զգալիորեն բարելավելով երկուսի միջև միջերեսային համատեղելիությունը: Մոդիֆիկացիայից հետո բազալտե մանրաթելի մակերեսի կոպտությունը մեծանում է, տեսակարար մակերեսը մեծանում է, և թթվածին պարունակող ֆունկցիոնալ խմբերը մեծանում են: Ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ նանոսիլիցիումային մոդիֆիկացված բազալտե մանրաթելային կրիչի օգտագործման դեպքում՝ մեկ գրամ ամրացված մանրաթելի մանրէային թաղանթի իրական քանակը աճել է 21.39%-ով: Աղտոտիչների հեռացման արդյունավետությունը զգալիորեն բարելավվել է:
Եզրակացություն և հեռանկար
Բազալտե մանրաթելերի մակերևութային ակտիվությունը, միջմակերեսային կապման հատկությունները և ֆունկցիոնալությունը զգալիորեն բարելավվել են մակերևույթի փոփոխման տարբեր մեթոդներով: Դրանց թվում են՝
- Սիլանի միացնող նյութի մոդիֆիկացիան ավելի հարմար է բազալտե մանրաթելերի մատրիցային նյութերի հետ (օրինակ՝ ցեմենտ, ասֆալտ, էպօքսիդային խեժ և այլն) կպչունությունը բարելավելու համար։
- Մակերևութային ակտիվ նյութերի մոդիֆիկացիան և օրգանական երկաթի նստեցման մոդիֆիկացիան ավելի հարմար են շրջակա միջավայրի պաշտպանության ոլորտի համար, մասնավորապես՝ կոյուղու մաքրման մեջ մանրէային կրիչների կիրառման համար։
- Նանոսիլիկատային ծածկույթի մոդիֆիկացիան, մեխանիկական և ֆունկցիոնալ հատկությունների բարելավման առավելություններով, լայն հեռանկարներ ունի ոլորտում։ Կոմպոզիտային նյութեր և շրջակա միջավայրի պաշտպանություն։
Ապագա հետազոտությունները կարող են հետագայում օպտիմալացնել փոփոխման գործընթացի պարամետրերը և ուսումնասիրել տարբեր փոփոխման մեթոդների սիներգետիկ ազդեցությունը՝ տարբեր կիրառությունների կարիքները բավարարելու համար։
