बेसॉल्ट फायबर इनफिल्ट्रंट मुख्य घटक

१. कपलिंग एजंट

कपलिंग एजंट हा एक महत्त्वाचा प्रक्रिया एजंट असून, त्यात चांगली टिकाऊपणा आणि वृद्धत्व प्रतिरोधकता असते. याचा उपयोग प्रामुख्याने पॉलिमर कंपोझिट्ससाठी सहायक म्हणून केला जातो, ज्याला त्याच्या रासायनिक संरचना आणि रचनेनुसार चार प्रमुख श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: सेंद्रिय कॉम्प्लेक्स, सिलेन, टायटॅनेट आणि ॲल्युमिनियम ॲसिड संयुगे. नवीन उच्च-कार्यक्षम कपलिंग एजंट विकसित करणे हे संशोधनातील एक प्रमुख क्षेत्र आहे. ग्लास फायबर इन्फिल्ट्रेशन एजंट क्षेत्र. बाह्य कपलिंग एजंटचा उपयोग सेंद्रिय इंटरफेस आणि असेंद्रिय इंटरफेस कपलिंगसाठी होण्याव्यतिरिक्त, फिल्म बॉन्डिंग क्लस्टरची भूमिका देखील असते, तसेच काही कपलिंग एजंट्समध्ये वंगणात्मक अँटीस्टॅटिक प्रभाव देखील असतो. सध्याचे कपलिंग एजंट संशोधन, मटेरियल इंटरफेस ऑप्टिमाइझ करू शकणारे आणि बाँडची ताकद वाढवू शकणारे नवीन कपलिंग एजंट विकसित करण्यावर केंद्रित आहे. संशोधक इंटरफेसियल सुसंगतता, आकर्षण आणि बाँडची ताकद सुधारण्यासाठी विविध रासायनिक धोरणे आणि नवीन मटेरियल डिझाइनचा शोध घेत आहेत, जेणेकरून उत्तम इंटरफेसियल बाँडिंग साध्य करता येईल. सध्या लिथेन कपलिंग एजंट आणि टायटनेट कपलिंग एजंट हे सर्वाधिक वापरले जातात. लिथेन कपलिंग एजंटच्या दोन महत्त्वाच्या कार्यप्रणाली आहेत: पहिली, ते असेंद्रिय मटेरियलमधील हायड्रॉक्सिल ग्रुपसोबत अभिक्रिया करून रासायनिक बंध तयार करते, ज्यामुळे सेंद्रिय आणि असेंद्रिय टप्पे प्रभावीपणे एकत्र येतात आणि इंटरफेसचे आसंजन व आकर्षण सुधारते; दुसरी, लिथेन कपलिंग एजंट सेंद्रिय मटेरियलमधील लांब आण्विक साखळीशी आंतरक्रिया करून पॉलिमर आणि असेंद्रिय फिलरमधील सुसंगतता आणि बाँडिंग वाढवते, तसेच मटेरियलची कार्यक्षमता सुधारते. जेव्हा टायटनेट कपलिंग एजंट अजैविक पदार्थांच्या इंटरफेसवरील मुक्त प्रोटॉन (H+) सोबत अभिक्रिया करतो, तेव्हा एक सेंद्रिय मोनोमॉलिक्युलर थर तयार होतो. हा सेंद्रिय मोनोमर थर फिलरच्या पृष्ठभागावर एक आवरण तयार करू शकतो आणि पॉलिमरशी आंतरक्रिया करू शकतो, ज्यामुळे पॉलिमर आणि फिलरमधील आसंजन आणि बंधन वाढते. पॉलिमरमध्ये टायटनेट कपलिंग एजंट मिसळल्याने पदार्थाची आघात शक्ती लक्षणीयरीत्या वाढू शकते. याव्यतिरिक्त, फेज सेपरेशनशिवाय ५०% किंवा त्याहून अधिक प्रमाणात फिलर्स मिसळता येतात, ज्यामुळे पदार्थाची एकजिनसीपणा आणि स्थिरता टिकून राहते.

२. स्नेहक आणि स्थिरविद्युतरोधक घटक

आंतरराष्ट्रीय स्तरावर इनफिल्ट्रंटच्या निर्मितीमध्ये, स्नेहक (lubricants) आणि अँटीस्टॅटिक एजंट्स (antistatic agents) अनेकदा एकत्र केले जातात. स्नेहक हे बहुतेकदा लांब-साखळीचे ॲलिफॅटिक इमिडाझोलिन किंवा दुहेरी बंध असलेले आम्ल आणि लांब-साखळीचे अल्कोहोल मोनोहायड्रॉक्सी एस्टर असतात. यांचा उपयोग प्रामुख्याने इनफिल्ट्रंट द्रावणाची स्निग्धता नियंत्रित करण्यासाठी, त्याचा पृष्ठताण कमी करण्यासाठी केला जातो, जेणेकरून ते उपचारित पदार्थाच्या पृष्ठभागावर एकसमानपणे वितरित होईल आणि इनफिल्ट्रेशनची भूमिका वाढेल. अलिकडच्या वर्षांत नॅनोस्नेहक (Nanolubricants) हा एक महत्त्वाचा संशोधनाचा विषय बनला आहे, आणि लेपित (coated) बेसॉल्ट तंतूंमध्ये केवळ उच्च झीज-प्रतिरोधक क्षमताच नसते, तर ते घर्षण कमी करण्याचा परिणामही साधतात. संशोधक पदार्थांचे घर्षण आणि झीज-प्रतिरोधक गुणधर्म सुधारण्यासाठी वंगणांमध्ये नॅनोकणांच्या वापराचा शोध घेत आहेत. त्यांच्या भूमिकेनुसार, वंगणांचे अंतर्गत आणि बाह्य अशा दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. अंतर्गत वंगणांचे घटक प्रामुख्याने पॉलिमर संयुगे असतात, जसे की मेण, पॉलिओलेफिन्स इत्यादी. त्यांची सुसंगतता चांगली असते, ते पॉलिमर रेणूंमधील आसंजन कमी करू शकतात आणि वितळलेल्या पदार्थातील घर्षण उष्णता निर्मितीची प्रक्रिया व त्याची तरलता सुधारू शकतात, ज्यामुळे एक्सट्रूजन, इंजेक्शन मोल्डिंग आणि इतर प्रक्रियांमध्ये त्याचा चांगला परिणाम होतो. बाह्य वंगणाची रचना प्रामुख्याने कमी रेणूंच्या संयुगांची असते, जसे की फॅटी ऍसिड एस्टर, पॅराफिन मेण इत्यादी. हे वितळलेला पदार्थ आणि उपकरणाच्या पृष्ठभागामधील घर्षण प्रभावीपणे सुधारू शकतात, प्रत्येक उत्पादन प्रक्रियेचा घर्षण गुणांक कमी करतात आणि मिश्रण, कॅलेंडरिंग, शुगर मोल्डिंग व इतर मोल्डिंग प्रक्रियांमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावतात. अँटीस्टॅटिक एजंट्सचे अजैविक आणि सेंद्रिय अशा दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण करता येते, आणि त्यांची मुख्य भूमिका म्हणजे उत्पादन व वापराच्या प्रक्रियेत फायबरद्वारे निर्माण होणारा स्थिर विद्युतभार मुक्त करून, इनफिल्ट्रंट फिल्मवर एक प्रवाहकीय मार्ग तयार करणे. पॉलिमर मॅट्रिक्समध्ये नॅनोफिलर्स (उदा., कार्बन नॅनोट्यूब, ग्राफीन, इत्यादी) मिसळल्याने पदार्थाची प्रवाहकता आणि अँटीस्टॅटिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या सुधारू शकतात. अलिकडच्या वर्षांत, उत्तम अँटीस्टॅटिक गुणधर्म मिळवण्यासाठी संशोधक विविध नॅनोफिलर्स आणि पॉलिमर मॅट्रिक्स यांच्यातील आंतरक्रियेचा अभ्यास करण्यावर लक्ष केंद्रित करत आहेत.

३. फिल्म-फॉर्मिंग एजंट

अंतःप्रवेशक घटकातील सर्वात महत्त्वाचा घटक म्हणून, फिल्म-फॉर्मिंग एजंट प्रक्रियेची कार्यक्षमता आणि उत्पादनाची कार्यक्षमता निश्चित करतो. बॅसाल्ट फायबरबॅसाल्ट फायबरच्या उत्पादन प्रक्रियेत, फिल्म-फॉर्मिंग एजंट फायबरच्या पृष्ठभागावर एकसमान आणि घट्ट आवरण तयार करू शकतो, फायबर आणि सब्सट्रेट मटेरियलमधील इंटरफेसची सुसंगतता लक्षणीयरीत्या सुधारतो, इंटरफेशियल बॉन्डिंग फोर्स वाढवतो, ज्यामुळे बॅसाल्ट फायबरची ताकद आणि टिकाऊपणा वाढतो. तसेच, तो फायबरला तुटण्यापासून वाचवतो आणि फायबरची अखंडता सुनिश्चित करतो. याव्यतिरिक्त, फिल्म-फॉर्मिंग एजंट बॅसाल्ट फायबरला चकाकी, मऊपणा, गुळगुळीतपणा आणि इतर विशिष्ट गुणधर्म व स्वरूप देखील देऊ शकतो. फिल्म-फॉर्मिंग एजंटच्या संशोधनात नॅनोमटेरियल्सचा देखील मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला आहे. असे दिसून आले आहे की नॅनोकणांच्या समावेशामुळे फिल्म-फॉर्मिंग एजंटचे भौतिक-रासायनिक गुणधर्म सुधारू शकतात, जसे की घर्षण प्रतिरोध, हवामान प्रतिरोधकता आणि ऑप्टिकल गुणधर्म वाढवणे.

४. पीएच सुधारक

पीएच रेग्युलेटर, आत शिरणाऱ्या पदार्थाची आम्लता आणि क्षारता समायोजित करून त्याला आंतरक्रियेसाठी अधिक अनुकूल बनवू शकतो. बॅसाल्ट तंतूअंतर्भेदी द्रव्याचा pH समायोजित करून, तंतूच्या पृष्ठभागाची चार्ज वैशिष्ट्ये बदलता येतात, ज्यामुळे अंतर्भेदी द्रव्य आणि तंतू यांच्यातील आंतरक्रिया शक्ती वाढते आणि परिणामी तंतूची अंतर्भेदन कार्यक्षमता सुधारते. असे सुचविण्यात आले आहे की नॅनोमटेरियल-आधारित pH मॉड्युलेटर अधिक अचूक आणि कार्यक्षम मॉड्युलेशन प्रदान करू शकतात. याव्यतिरिक्त, उत्तम तंतू ओलावा प्रभाव आणि प्रक्रिया कार्यक्षमता मिळवण्याच्या उद्देशाने, विविध प्रकारच्या तंतूंसाठी आणि प्रक्रिया परिस्थितींसाठी pH नियामकांवर अभ्यास केले जात आहेत.

५. इतर घटक

इम्प्रेग्नंट्समध्ये बायोसाइड्स, इमल्सिफायर्स, डिफॉमर्स इत्यादींचाही समावेश असतो, ज्यांचा उपयोग प्रामुख्याने सूक्ष्मजीवांना मारण्यासाठी, घटकांची सुसंगतता आणि स्थिरता नियंत्रित करण्यासाठी, आणि पृष्ठभागावरील फेस तयार होण्यास व साचण्यास प्रतिबंध करण्यासाठी केला जातो.