מרכיבים עיקריים של סיבי בזלת

1. סוכן צימוד

חומר צימוד הוא חומר טיפול חשוב בעל עמידות טובה ועמידות בפני הזדקנות, המשמש בעיקר כחומר עזר לחומרים מרוכבים פולימריים, אשר ניתן לחלק לארבע קטגוריות עיקריות בהתאם למבנה הכימי וההרכב שלהם: קומפלקסים אורגניים, סילאנים, טיטנטים ותרכובות חומצת אלומיניום. פיתוח חומר צימוד חדש בעל יעילות גבוהה הוא אחד מחזיתות המחקר בתחום... סיבי זכוכית תחום חומרי הסתננות. חומרי צימוד זרים, בנוסף לשימוש בממשק האורגני ובצימוד הממשק האנאורגני, ממלאים גם תפקיד של קשרי סרטים. לחלק מחומרי הצימוד יש גם אפקט אנטי-סטטי של סיכה. מחקר חומרי צימוד נוכחי מתמקד בפיתוח חומרי צימוד חדשים שיכולים לייעל את ממשקי החומר ולשפר את חוזק הקשר. חוקרים בוחנים מגוון אסטרטגיות כימיות ועיצובי חומרים חדשים כדי לשפר את תאימות הממשק, הזיקה וחוזק הקשר ולהשיג קשר ממשק טוב יותר. כיום, הנפוצים ביותר הם חומרי צימוד ליתן וחומרי צימוד טיטנאט. לחומר צימוד ליתן שני מנגנונים חשובים: ראשית, הוא יכול להגיב עם קבוצת ההידרוקסיל בחומר האנאורגני ליצירת קשר כימי, ובכך לשלב ביעילות את הפאזות האורגניות והאנורגניות יחד ולשפר את ההידבקות והזיקה של הממשק; שנית, חומר הצימוד ליתן יכול לתקשר עם שרשרת מולקולרית ארוכה בחומר האורגני כדי לשפר את התאימות והקשר בין הפולימר למילוי האנאורגני, ולשפר את ביצועי החומר. כאשר חומר הצימוד טיטנאט מגיב עם פרוטונים חופשיים (H+) בממשק של חומרים אנאורגניים, נוצרת שכבה אורגנית מונומולקולרית. שכבת מונומר אורגנית זו יכולה ליצור שכבת כיסוי על פני המילוי ולקיים אינטראקציה עם הפולימר, ובכך להגביר את ההידבקות והקשר בין הפולימר לחומר המילוי. תוספת של חומרי צימוד טיטנאט לפולימרים יכולה להגביר משמעותית את חוזק הפגיעה של החומר. בנוסף, ניתן להוסיף חומרי מילוי בכמויות של 50% או יותר ללא הפרדת פאזות, מה ששומר על ההומוגניות והיציבות של החומר.

2. חומרי סיכה וחומרים אנטי-סטטיים

בעולם, בניסוח חומר הסתננות, חומרי סיכה וחומרים אנטי-סטטיים משולבים לעתים קרובות לאחד. חומרי סיכה הם בעיקר אימידזולין אליפטי ארוך שרשרת או חומצה המכילה קשרים כפולים ואסטרים מונוהידרוקסיים ארוכי שרשרת של אלכוהולים, המשמשים בעיקר לוויסות צמיגות תמיסת הסתננות, להפחתת מתח הפנים שלה, כך שהיא תתפזר באופן אחיד על פני החומר המטופל, כדי לשפר את תפקיד הסתננות. ננו-חומרי סיכה היו נושא מחקר חם בשנים האחרונות, וציפויים... בַּזֶלֶת לסיבים יש לא רק ביצועים גבוהים של עמידות בפני שחיקה, אלא גם השפעה של הפחתת חיכוך. חוקרים חוקרים את השימוש של חלקיקים ננומטריים בחומרי סיכה כדי לשפר את תכונות החיכוך והבלאי של חומרים. בהתאם לתפקידם, ניתן לסווג חומרי סיכה לשני סוגים: פנימיים וחיצוניים. מרכיבי חומרי הסיכה הפנימיים הם בעיקר תרכובות פולימריות, כגון שעווה, פוליאולפינים וכו', אשר בעלות תאימות טובה, יכולות להפחית את הלכידות בין מולקולות הפולימר ולשפר את תופעת יצירת החום בחיכוך בתוך ההיתוך ואת נוזליות ההיתוך, כדי להפוך אותו להשפעה טובה יותר בשיחול, הזרקה ועיבודים אחרים. הרכב חומר הסיכה החיצוני מורכב בעיקר מתרכובות מולקולריות נמוכות, כגון אסטרים של חומצות שומן, שעוות פרפין וכו', אשר יכולות לשפר ביעילות את החיכוך בין ההיתוך לפני השטח של הציוד, להפחית את מקדם החיכוך של כל תהליך ייצור, ולמלא תפקיד חשוב בתהליכי ערבוב, קלנדר, יציקת סוכר ותהליכי יציקה אחרים. ניתן לחלק חומרים אנטי-סטטיים לשתי קטגוריות: אנאורגניים ואורגניים, ותפקידם העיקרי הוא ליצור מסלול מוליך על הסרט החודר, ולשחרר את המטען הסטטי שנוצר על ידי הסיבים בתהליך הייצור והשימוש. הוספת ננו-חומרי מילוי (למשל, ננו-צינוריות פחמן, גרפן וכו') למטריצת הפולימר יכולה לשפר משמעותית את המוליכות ואת התכונות האנטי-סטטיות של החומר. בשנים האחרונות, חוקרים הקדישו את חקירת האינטראקציה בין ננו-חומרי מילוי שונים ומטריצות פולימריות כדי להשיג תכונות אנטי-סטטיות טובות יותר.

3. חומר יצירת סרט

כמרכיב החשוב ביותר בחומר החדירה, חומר יצירת הסרט קובע את ביצועי העיבוד וביצועי המוצר של סיבי בזלתבתהליך הייצור של סיבי בזלת, חומר יצירת שכבה יכול ליצור ציפוי אחיד וצפוף על פני השטח של הסיב, לשפר משמעותית את תאימות הממשק בין הסיב לחומר המצע, לשפר את כוח ההדבקה הבין-פנימי, ובכך לשפר את חוזק ועמידות סיבי הבזלת, אך גם למנוע שבר במשי עף מהסיב, כדי להבטיח את שלמות הסיבים. בנוסף, חומר יצירת שכבה יכול גם להעניק לסיבי בזלת תכונות ומראה ספציפיים אחרים כגון ברק, רכות, חלקות. ננו-חומרים נמצאים בשימוש נרחב גם במחקר חומרי יצירת שכבה. הוכח כי הוספת ננו-חלקיקים יכולה לשפר את התכונות הפיזיקוכימיות של חומרי יצירת שכבה, כגון שיפור עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני מזג אוויר ותכונות אופטיות.

4. משחזרים pH

ווסת ה-pH יכול להתאים את החומציות והבסיסיות של החומר החודר כדי להפוך אותו למתאים יותר לאינטראקציה עם סיבי בזלתעל ידי התאמת רמת ה-pH של החומר החודר, ניתן לשנות את מאפייני המטען של פני השטח של הסיב כדי לקדם את כוח האינטראקציה בין החומר החודר לסיב, ובכך לשפר את ביצועי החדירה של הסיב. הוצע כי מווסתי pH מבוססי ננו-חומרים יכולים לספק דיוק ויעילות גבוהים יותר של אפנון. בנוסף, ישנם מחקרים על ווסתים של רמת pH עבור סוגי סיבים שונים ותנאי עיבוד, במטרה להשיג אפקטים טובים יותר של הרטבת סיבים וביצועי עיבוד.

5. רכיבים אחרים

חומרי אימפרגנציה מכילים גם ביוצידים, מתחלבים, מסירי קצף וכו', המשמשים בעיקר להריגת מיקרואורגניזמים, לווסת את התאימות והיציבות של רכיבים, ולמניעת היווצרות והצטברות של קצף על פני השטח.