बॅसाल्ट तंतूंच्या पृष्ठभागीय सुधार अभ्यासांचे पुनरावलोकन
उच्च-कार्यक्षम अजैविक तंतुमय पदार्थ म्हणून, बॅसाल्ट फायबरचे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, रासायनिक त्यांच्या प्रतिकारशक्ती आणि उच्च-तापमान स्थिरतेमुळे स्थापत्य अभियांत्रिकी, संमिश्र साहित्य आणि पर्यावरण संरक्षण यांसारख्या विविध क्षेत्रांमध्ये त्यांचा उपयोग होतो. तथापि, बॅसाल्ट तंतूंचा पृष्ठभाग गुळगुळीत असतो आणि त्यात सक्रिय कार्यात्मक गटांचा अभाव असतो, ज्यामुळे मॅट्रिक्स साहित्यासोबत त्यांचे आंतरपृष्ठीय बंधन गुणधर्म कमकुवत असतात. म्हणून, बॅसाल्ट तंतूंच्या पृष्ठभागात बदल केल्यास त्यांचे आंतरपृष्ठीय बंधन गुणधर्म लक्षणीयरीत्या सुधारू शकतात आणि संमिश्र व पर्यावरण संरक्षण क्षेत्रांमधील त्यांचा उपयोग वाढू शकतो. खाली काही प्रमुख बदल पद्धतींच्या संशोधनातील प्रगती दिली आहे.
- सिलेन कपलिंग एजंट पृष्ठभाग सुधारणा
सिलेन कपलिंग एजंट हा एक सामान्यपणे वापरला जाणारा पृष्ठभाग उपचार एजंट आहे, जो रासायनिक बंधनाद्वारे तंतू आणि मॅट्रिक्स पदार्थांमधील आंतरपृष्ठीय बंधनाचे गुणधर्म सुधारतो.
केएच-५५० सुधारणा
अभ्यासात असे दिसून आले आहे की, बॅसाल्ट फायबरवर सिलेन कपलिंग एजंट KH-550 च्या द्रावणाने प्रक्रिया केल्यास फायबरच्या पृष्ठभागावर स्थिर रासायनिक बंध तयार होतात आणि फायबर व डांबर यांच्यातील आंतरपृष्ठीय बंधन सुधारते. KH-550 ची योग्य सांद्रता १.०% आहे आणि प्रक्रियेचा कालावधी ३० मिनिटे आहे. या सुधारणेनंतर, बॅसाल्ट फायबर आणि डांबर यांच्यातील आसंजन १ ग्रेडने सुधारले. तेल शोषणाचा दर ६५.५% ने वाढला, ज्यामुळे डांबरासोबतचे आसंजन लक्षणीयरीत्या वाढले.
केएच-५७० सुधारणा
KH-570 बॅसाल्ट फायबर्समध्ये बदल घडवून आणते, ज्यामुळे त्यांचा पृष्ठभाग खडबडीत होतो आणि फायबरच्या पृष्ठभागावरील सक्रिय बिंदू वाढतात. संमिश्र पदार्थामध्ये, बदललेल्या फायबरची लांबी आणि मिश्रणाचे प्रमाण वाढल्याने, संमिश्र पदार्थाचे यांत्रिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या सुधारतात.
- सर्फॅक्टंट बदल
CTAC सुधारणा
सेटिलट्रायमेथिलअमोनियम क्लोराईड (CTAC) या कॅटायनिक सर्फॅक्टंटने बॅसाल्ट फायबर्सना भौतिक लेप दिल्याने त्यांची जलस्नेहता आणि पाण्यातील विद्राव्यता सुधारते. या सुधारणा पद्धतीचा सूक्ष्मजैविक फिल्मच्या आसंजनावर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो: सूक्ष्मजैविक आसंजन शक्ती लक्षणीयरीत्या वाढते. सूक्ष्मजैविक आसंजनाचे प्रमाण वाढल्याने सांडपाणी प्रक्रियेतील त्याचा वापर सुलभ होतो.
- सेंद्रिय लोह द्रव प्रावस्था निक्षेपण सुधारणा
सेंद्रिय लोहाच्या द्रव प्रावस्था निक्षेपणाद्वारे बॅसाल्ट तंतूंमध्ये बदल केल्याने तंतूच्या पृष्ठभागाची जैव-संलग्नता क्षमता सुधारू शकते आणि सांडपाणी प्रक्रिया क्षेत्रात त्याचा उपयोग अधिक वाढवता येतो. ही बदल पद्धत तंतूच्या पृष्ठभागावर एक स्थिर लोह ऑक्साईडचा थर तयार करू शकते, ज्यामुळे प्रदूषकांचे शोषण आणि विघटन सुधारते.
- नॅनो-सिलिकाद्वारे कोटिंगमध्ये बदल
नॅनोसिलिका कण इनफिल्ट्रंट किंवा डिस्पर्शनमध्ये एकसमानपणे विखुरलेले असतात आणि बॅसाल्ट फायबर कोटिंगमध्ये बदल घडवून आणू शकतात: बॅसाल्ट फायबर आणि इपॉक्सी रेझिन यांच्यामध्ये, नॅनोसिलिका कण एका पुलाची भूमिका बजावतात, ज्यामुळे त्या दोन्हींमधील आंतरपृष्ठीय सुसंगतता लक्षणीयरीत्या सुधारते. या बदलानंतर, बॅसाल्ट फायबरचा पृष्ठभाग खडबडीत होतो, विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ वाढते आणि ऑक्सिजनयुक्त कार्यात्मक गट वाढतात. अभ्यासात असे दिसून आले की, नॅनोसिलिका-सुधारित बॅसाल्ट फायबर वाहकाच्या वापरामुळे: प्रति ग्रॅम फायबरवर लावलेल्या सूक्ष्मजैविक फिल्मचे प्रत्यक्ष प्रमाण २१.३९% ने वाढले. प्रदूषक काढून टाकण्याची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारली.
निष्कर्ष आणि दृष्टिकोन
विविध पृष्ठभाग सुधारणा पद्धतींद्वारे बॅसाल्ट तंतूंची पृष्ठभागीय क्रियाशीलता, आंतरपृष्ठीय बंधन गुणधर्म आणि कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारण्यात आली. त्यांपैकी:
- बॅसाल्ट फायबरचे मॅट्रिक्स मटेरियल (उदा. सिमेंट, डांबर, इपॉक्सी रेझिन, इत्यादी) सोबतचे आसंजन सुधारण्यासाठी सिलेन कपलिंग एजंट मॉडिफिकेशन अधिक योग्य आहे.
- सर्फॅक्टंट सुधार आणि सेंद्रिय लोह निक्षेप सुधार हे पर्यावरण संरक्षण क्षेत्रासाठी अधिक योग्य आहेत, विशेषतः सांडपाणी प्रक्रियेतील सूक्ष्मजैविक वाहक अनुप्रयोगासाठी.
- नॅनो-सिलिका कोटिंग सुधारणा, यांत्रिक आणि कार्यात्मक गुणधर्म सुधारण्याच्या फायद्यांमुळे, या क्षेत्रात व्यापक संधी उपलब्ध आहेत. संमिश्र साहित्य आणि पर्यावरण संरक्षण.
भविष्यातील संशोधनाद्वारे सुधार प्रक्रियेच्या मापदंडांना अधिक अनुकूलित केले जाऊ शकते आणि विविध अनुप्रयोगांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी वेगवेगळ्या सुधार पद्धतींच्या सहक्रियात्मक परिणामाचा अभ्यास केला जाऊ शकतो.
