बेसाल्ट तंतूंच्या पृष्ठभागाच्या सुधारणा अभ्यासाचा आढावा
उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या अजैविक फायबर मटेरियल म्हणून, बेसाल्ट फायबरचे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, रासायनिक प्रतिकार आणि उच्च-तापमान स्थिरतेमुळे सिव्हिल इंजिनिअरिंग, कंपोझिट मटेरियल आणि पर्यावरण संरक्षणात विविध अनुप्रयोग निर्माण झाले आहेत. तथापि, बेसाल्ट तंतूंना गुळगुळीत पृष्ठभाग असतात आणि सक्रिय कार्यात्मक गट नसतात, ज्यामुळे मॅट्रिक्स मटेरियलसह इंटरफेशियल बाँडिंग गुणधर्म खराब होतात. म्हणून, बेसाल्ट तंतूंच्या पृष्ठभागावरील बदल त्यांच्या इंटरफेशियल बाँडिंग गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय सुधारणा करू शकतात आणि कंपोझिट आणि पर्यावरण संरक्षण क्षेत्रात त्यांचा वापर वाढवू शकतात. अनेक प्रमुख सुधारणा पद्धतींच्या संशोधन प्रगती खालीलप्रमाणे आहे.
- सिलेन कपलिंग एजंट पृष्ठभाग बदल
सिलेन कपलिंग एजंट हा सामान्यतः वापरला जाणारा पृष्ठभाग उपचार एजंट आहे जो रासायनिक बंधनाद्वारे तंतू आणि मॅट्रिक्स सामग्रीमधील इंटरफेसियल बाँडिंग गुणधर्म सुधारतो.
KH-550 सुधारणा
अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की बेसाल्ट तंतूंवर सायलेन कपलिंग एजंट KH-550 द्रावणाने उपचार केल्याने तंतूंच्या पृष्ठभागावर स्थिर रासायनिक बंध तयार होतात आणि तंतू आणि डांबर यांच्यातील इंटरफेशियल बाँडिंग सुधारते. KH-550 ची वाजवी सांद्रता 1.0% आहे आणि उपचार वेळ 30 मिनिटे आहे. सुधारणा केल्यानंतर, बेसाल्ट तंतू आणि डांबर यांच्यातील आसंजन 1 ग्रेडने सुधारले. तेल शोषण दर 65.5% ने वाढला, ज्यामुळे डांबरासह आसंजन लक्षणीयरीत्या वाढले.
केएच-५७० सुधारणा
KH-570 बेसाल्ट तंतूंना त्यांच्या पृष्ठभागावर खडबडीत करण्यासाठी आणि फायबर पृष्ठभागावर सक्रिय बिंदू वाढवण्यासाठी सुधारित करते. संमिश्र पदार्थात, सुधारित फायबर लांबी आणि जोडणीच्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे, संमिश्र पदार्थाचे यांत्रिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या सुधारले जातात.
- सर्फॅक्टंट बदल
CTAC सुधारणा
कॅशनिक सर्फॅक्टंट सेटिलट्रायमेथिलअमोनियम क्लोराईड (CTAC) सह बेसाल्ट तंतूंचे भौतिक आवरण पाण्यातील तंतूंची जलविभाजनशीलता आणि विखुरण्याची क्षमता सुधारते. या सुधारित पद्धतीचा सूक्ष्मजीव फिल्म आसंजनावर लक्षणीय परिणाम होतो: सूक्ष्मजीव आसंजन शक्ती लक्षणीयरीत्या वाढते. सूक्ष्मजीव आसंजनाचे प्रमाण वाढवल्याने सांडपाणी प्रक्रियांमध्ये वापर सुलभ होतो.
- सेंद्रिय लोह द्रव टप्प्यातील निक्षेपण सुधारणा
सेंद्रिय लोह द्रव टप्प्यातील निक्षेपणाद्वारे बेसाल्ट तंतूंमध्ये बदल केल्याने फायबर पृष्ठभागाची जैव-आसंजन क्षमता सुधारू शकते आणि सांडपाणी प्रक्रिया क्षेत्रात त्याचा वापर आणखी वाढू शकतो. ही सुधारणा पद्धत फायबरच्या पृष्ठभागावर एक स्थिर लोह ऑक्साईड लेप तयार करू शकते ज्यामुळे त्याचे शोषण आणि प्रदूषकांचे क्षय सुधारू शकते.
- नॅनो-सिलिका द्वारे कोटिंगमध्ये बदल
नॅनोसिलिका कण घुसखोर किंवा फैलाव मध्ये एकसारखे पसरलेले असतात आणि ते बेसाल्ट फायबर कोटिंग मॉडिफिकेशन असू शकतात: बेसाल्ट फायबर आणि इपॉक्सी रेझिन दरम्यान, नॅनोसिलिका कण ब्रिजची भूमिका बजावतात, ज्यामुळे दोघांमधील इंटरफेसियल सुसंगतता लक्षणीयरीत्या सुधारते. मॉडिफिकेशननंतर, बेसाल्ट फायबरची पृष्ठभागाची खडबडीतपणा वाढते, विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ वाढते आणि ऑक्सिजन-युक्त कार्यात्मक गट वाढतात. अभ्यासात असे दिसून आले की नॅनोसिलिका-सुधारित बेसाल्ट फायबर कॅरियरच्या वापराने: प्रति ग्रॅम फायबर बसवलेल्या सूक्ष्मजीव फिल्मचे वास्तविक प्रमाण २१.३९% ने वाढले. प्रदूषक काढून टाकण्याची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारली गेली.
निष्कर्ष आणि दृष्टीकोन
वेगवेगळ्या पृष्ठभाग सुधारणा पद्धतींमुळे बेसाल्ट तंतूंच्या पृष्ठभागाची क्रिया, इंटरफेशियल बॉन्डिंग गुणधर्म आणि कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारली गेली. त्यापैकी:
- सिलेन कपलिंग एजंट मॉडिफिकेशन हे मॅट्रिक्स मटेरियल (उदा. सिमेंट, डांबर, इपॉक्सी रेझिन इ.) सह बेसाल्ट तंतूंचे आसंजन सुधारण्यासाठी अधिक योग्य आहे.
- पर्यावरण संरक्षण क्षेत्रासाठी, विशेषतः सांडपाणी प्रक्रियेत सूक्ष्मजीव वाहकांच्या वापरासाठी, सर्फॅक्टंट मॉडिफिकेशन आणि ऑरगॅनिक आयर्न डिपॉझिशन मॉडिफिकेशन अधिक योग्य आहेत.
- नॅनो-सिलिका कोटिंग मॉडिफिकेशन, यांत्रिक आणि कार्यात्मक गुणधर्म सुधारण्याच्या फायद्यांसह, या क्षेत्रात विस्तृत शक्यता आहेत. संमिश्र साहित्य आणि पर्यावरण संरक्षण.
भविष्यातील संशोधनामुळे बदल प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्सचे अधिक ऑप्टिमायझेशन होऊ शकते आणि वेगवेगळ्या अनुप्रयोगांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी वेगवेगळ्या सुधारणा पद्धतींचा सहक्रियात्मक परिणाम एक्सप्लोर करता येतो.
