Базальт талшықтарының беткі модификациясын зерттеуге шолу
Жоғары өнімді бейорганикалық талшық материалы ретінде базальт талшығының тамаша механикалық қасиеттері, Химиялық төзімділік және жоғары температура тұрақтылығы құрылыс құрылысында, композиттік материалдарда және қоршаған ортаны қорғауда әртүрлі қолданыстарға әкелді. Дегенмен, базальт талшықтарының беті тегіс және белсенді функционалдық топтары жоқ, бұл матрицалық материалдармен бетаралық байланыс қасиеттерінің нашарлауына әкеледі. Сондықтан, базальт талшықтарының беттік модификациясы олардың бетаралық байланыс қасиеттерін айтарлықтай жақсарта алады және оларды композиттер мен қоршаған ортаны қорғау салаларында қолдануды жақсарта алады. Төменде бірнеше негізгі модификация әдістерінің зерттеу барысы келтірілген.
- Силан байланыстырушы агентінің бетін өзгерту
Силан байланыстырушы агент - химиялық байланыс арқылы талшықтар мен матрицалық материалдар арасындағы беттік байланыс қасиеттерін жақсартатын кеңінен қолданылатын беттік өңдеу агенті.
KH-550 модификациясы
Зерттеу базальт талшықтарын силан байланыстырушы агент KH-550 ерітіндісімен өңдеу талшық бетінде тұрақты химиялық байланыстар түзетінін және талшық пен асфальт арасындағы беттік байланысты жақсартатынын көрсетеді. KH-550 орташа концентрациясы 1,0% құрайды, ал өңдеу уақыты 30 минут. Модификациядан кейін базальт талшығы мен асфальт арасындағы адгезия 1 градусқа жақсарды. Майдың сіңу жылдамдығы 65,5%-ға артты, бұл асфальтпен адгезияны айтарлықтай арттырды.
KH-570 Өзгерту
KH-570 базальт талшықтарының бетін кедір-бұдыр ету және талшық бетіндегі белсенді нүктелерді арттыру үшін оларды өзгертеді. Композиттік материалда модификацияланған талшық ұзындығының және қосу мөлшерінің артуымен композиттік материалдың механикалық қасиеттері айтарлықтай жақсарады.
- Беттік белсенді затты модификациялау
CTAC модификациясы
Базальт талшықтарын катионды беттік-белсенді зат цетилтриметиламмоний хлоридімен (CTAC) физикалық жабу талшықтардың судағы гидрофильділігі мен дисперстілігін жақсартады. Бұл модификация әдісі микробтық қабықшаның адгезиясына айтарлықтай әсер етеді: микробтық адгезия күші айтарлықтай артады. Микробтық адгезия мөлшерін арттыру ағынды суларды тазартуда қолдануды жеңілдетеді.
- Органикалық темірдің сұйық фазалық тұндыру модификациясы
Базальт талшықтарын органикалық темір сұйық фазалық тұндыру арқылы модификациялау талшық бетінің биоадгезия қабілетін жақсартып, оны ағынды суларды тазарту саласында қолдануды одан әрі жақсарта алады. Бұл модификация әдісі талшықтың бетінде тұрақты темір оксиді жабынын түзіп, оның адсорбциясын және ластаушы заттардың ыдырауын жақсарта алады.
- Нано-кремнийлі оксидпен жабынды модификациялау
Нанокремний диоксиді бөлшектері инфильтрантта немесе дисперсияда біркелкі таралады және базальт талшығының жабынының модификациясы болуы мүмкін: базальт талшығы мен эпоксидті шайыр арасында нанокремний диоксиді бөлшектері көпір рөлін атқарады, бұл екеуінің арасындағы интерфейстік үйлесімділікті айтарлықтай жақсартады. Модификациядан кейін базальт талшығының беткі кедір-бұдырлығы артады, меншікті беткі ауданы артады және оттегі бар функционалды топтар артады. Зерттеу нанокремний диоксиді модификацияланған базальт талшығы тасымалдаушысын қолданған кезде: орнатылған талшықтың бір граммына шаққандағы микробтық пленканың нақты мөлшері 21,39%-ға артқанын көрсетті. Ластаушы заттарды жою тиімділігі айтарлықтай жақсарды.
Қорытынды және болжам
Базальт талшықтарының беттік белсенділігі, бетаралық байланыс қасиеттері және функционалдығы әртүрлі беттік модификация әдістерімен айтарлықтай жақсартылды. Олардың ішінде:
- Силан байланыстырушы агентті модификациялау базальт талшықтарының матрицалық материалдармен (мысалы, цемент, асфальт, эпоксидті шайыр және т.б.) адгезиясын жақсарту үшін қолайлырақ.
- Беттік-белсенді заттарды модификациялау және органикалық темір шөгінділерін модификациялау қоршаған ортаны қорғау саласында, әсіресе ағынды суларды тазарту кезінде микробтық тасымалдаушыларды қолдану үшін қолайлырақ.
- Нано-кремнийлі жабынды модификациялау механикалық және функционалдық қасиеттерді жақсарту артықшылықтарымен қатар, салада кең ауқымды перспективаға ие. Композиттік материалдар және қоршаған ортаны қорғау.
Болашақ зерттеулер модификация процесінің параметрлерін одан әрі оңтайландыра алады және әртүрлі қолданбалардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін әртүрлі модификация әдістерінің синергетикалық әсерін зерттей алады.
