Tinjauan studi modifikasi permukaan serat basal
Sebagai material serat anorganik berkinerja tinggi, serat basalt memiliki sifat mekanik yang sangat baik, Kimia Ketahanan dan stabilitas suhu tinggi telah menghasilkan berbagai aplikasi dalam teknik sipil, material komposit, dan perlindungan lingkungan. Namun, serat basalt memiliki permukaan yang halus dan kekurangan gugus fungsional aktif, sehingga menghasilkan sifat ikatan antarmuka yang buruk dengan material matriks. Oleh karena itu, modifikasi permukaan serat basalt dapat secara signifikan meningkatkan sifat ikatan antarmuka dan meningkatkan aplikasinya di bidang komposit dan perlindungan lingkungan. Berikut adalah perkembangan penelitian dari beberapa metode modifikasi utama.
- Modifikasi permukaan agen pengikat silana
Agen pengikat silan adalah agen perawatan permukaan yang umum digunakan yang meningkatkan sifat ikatan antarmuka antara serat dan material matriks melalui ikatan kimia.
Modifikasi KH-550
Studi ini menunjukkan bahwa perlakuan serat basal dengan larutan agen pengikat silan KH-550 membentuk ikatan kimia yang stabil pada permukaan serat dan meningkatkan ikatan antarmuka antara serat dan aspal. Konsentrasi KH-550 yang wajar adalah 1,0%, dan waktu perlakuan adalah 30 menit. Setelah modifikasi, adhesi antara serat basal dan aspal meningkat 1 tingkat. Tingkat penyerapan minyak meningkat sebesar 65,5%, yang secara signifikan meningkatkan adhesi dengan aspal.
KH-570 Modifikasi
KH-570 memodifikasi serat basal untuk membuat permukaannya lebih kasar dan meningkatkan titik aktif pada permukaan serat. Dalam material komposit, dengan peningkatan panjang serat yang dimodifikasi dan jumlah penambahan, sifat mekanik material komposit meningkat secara signifikan.
- Modifikasi surfaktan
Modifikasi CTAC
Pelapisan fisik serat basal dengan surfaktan kationik setiltrimetilamonium klorida (CTAC) meningkatkan hidrofilisitas dan dispersibilitas serat dalam air. Metode modifikasi ini memiliki efek signifikan pada adhesi film mikroba: kekuatan adhesi mikroba meningkat secara signifikan. Peningkatan jumlah perlekatan mikroba mempermudah penerapannya dalam pengolahan air limbah.
- Modifikasi pengendapan fase cair besi organik
Modifikasi serat basal dengan pengendapan fase cair besi organik dapat meningkatkan kemampuan bio-adhesi permukaan serat dan lebih meningkatkan aplikasinya di bidang pengolahan air limbah. Metode modifikasi ini dapat membentuk lapisan oksida besi yang stabil pada permukaan serat untuk meningkatkan adsorpsi dan degradasi polutan.
- Modifikasi lapisan dengan nano-silika
Partikel nanosilika terdispersi secara merata dalam infiltran atau dispersi, dan dapat digunakan sebagai modifikasi lapisan serat basal: antara serat basal dan resin epoksi, partikel nanosilika berperan sebagai jembatan, secara signifikan meningkatkan kompatibilitas antarmuka antara keduanya. Setelah modifikasi, kekasaran permukaan serat basal meningkat, luas permukaan spesifik meningkat, dan gugus fungsional yang mengandung oksigen meningkat. Studi menunjukkan bahwa dengan penggunaan pembawa serat basal yang dimodifikasi nanosilika: jumlah film mikroba per gram serat yang terpasang meningkat sebesar 21,39%. Efisiensi penghilangan polutan meningkat secara signifikan.
Kesimpulan dan Prospek
Aktivitas permukaan, sifat ikatan antarmuka, dan fungsionalitas serat basalt meningkat secara signifikan melalui berbagai metode modifikasi permukaan. Di antaranya:
- Modifikasi dengan agen pengikat silan lebih cocok untuk meningkatkan daya rekat serat basal dengan bahan matriks (misalnya semen, aspal, resin epoksi, dll.).
- Modifikasi surfaktan dan modifikasi pengendapan besi organik lebih cocok untuk bidang perlindungan lingkungan, terutama untuk aplikasi pembawa mikroba dalam pengolahan air limbah.
- Modifikasi lapisan nano-silika, dengan keunggulan dalam meningkatkan sifat mekanik dan fungsional, memiliki prospek yang luas di bidang... Bahan Komposit dan perlindungan lingkungan.
Penelitian selanjutnya dapat lebih mengoptimalkan parameter proses modifikasi dan mengeksplorasi efek sinergis dari berbagai metode modifikasi untuk memenuhi kebutuhan berbagai aplikasi.
