Een overzicht van oppervlaktemodificatiestudies van basaltvezels

Als hoogwaardig anorganisch vezelmateriaal heeft basaltvezel uitstekende mechanische eigenschappen, Chemisch Weerstand en hoge temperatuurstabiliteit hebben geleid tot diverse toepassingen in de civiele techniek, composietmaterialen en milieubescherming. Basaltvezels hebben echter gladde oppervlakken en missen actieve functionele groepen, wat resulteert in slechte grensvlakbindingseigenschappen met matrixmaterialen. Oppervlaktemodificatie van basaltvezels kan daarom hun grensvlakbindingseigenschappen aanzienlijk verbeteren en hun toepassing in composieten en milieubeschermingsgebieden verbeteren. Hieronder volgt de onderzoeksvoortgang van verschillende belangrijke modificatiemethoden.

1. Oppervlaktemodificatie van silaankoppelingsmiddelen

Silane-koppelingsmiddel is een veelgebruikt oppervlaktebehandelingsmiddel dat de bindingseigenschappen tussen vezels en matrixmaterialen verbetert door middel van chemische binding.

KH-550 Modificatie

Uit het onderzoek blijkt dat behandeling van basaltvezels met een silaan-koppelmiddeloplossing (KH-550) stabiele chemische bindingen aan het vezeloppervlak vormt en de grensvlakbinding tussen de vezel en het asfalt verbetert. De aanbevolen concentratie KH-550 is 1,0% en de behandelingstijd is 30 minuten. Na modificatie verbeterde de hechting tussen basaltvezel en asfalt met 1 graad. De olie-absorptie nam toe met 65,5%, wat de hechting met asfalt aanzienlijk verbeterde.

KH-570 Wijziging

KH-570 modificeert basaltvezels om hun oppervlak ruwer te maken en de actieve punten op het vezeloppervlak te vergroten. Door de gemodificeerde vezellengte en de hoeveelheid toevoeging worden de mechanische eigenschappen van het composietmateriaal aanzienlijk verbeterd.

2. Oppervlakteactieve modificatie

CTAC-modificatie

Fysieke coating van basaltvezels met de kationische oppervlakteactieve stof cetyltrimethylammoniumchloride (CTAC) verbetert de hydrofiliteit en dispergeerbaarheid van de vezels in water. Deze modificatiemethode heeft een significant effect op de hechting van microbiële films: de microbiële hechtsterkte neemt aanzienlijk toe. Het vergroten van de microbiële hechting vergemakkelijkt de toepassing in de afvalwaterzuivering.

3. Modificatie van de vloeibare fase-afzetting van organisch ijzer

Modificatie van basaltvezels door middel van vloeibare fasedepositie van organisch ijzer kan de bioadhesie van het vezeloppervlak verbeteren en de toepassing ervan in de afvalwaterzuivering verder verbeteren. Deze modificatiemethode kan een stabiele ijzeroxidelaag op het vezeloppervlak vormen, wat de adsorptie en afbraak van verontreinigende stoffen verbetert.

4. Coatingmodificatie door nanosilica

Nanosilicadeeltjes zijn gelijkmatig verdeeld in de infiltrant of dispersie en kunnen worden gebruikt voor modificatie van basaltvezelcoatings: tussen basaltvezel en epoxyhars spelen nanosilicadeeltjes een brugfunctie, waardoor de grensvlakcompatibiliteit tussen beide aanzienlijk wordt verbeterd. Na modificatie neemt de oppervlakteruwheid van de basaltvezel toe, neemt het specifieke oppervlak toe en nemen de zuurstofhoudende functionele groepen toe. De studie toonde aan dat met het gebruik van een met nanosilica gemodificeerde basaltvezeldrager: de werkelijke hoeveelheid microbiële film per gram aangebrachte vezel met 21,39% toenam. De verwijderingsefficiëntie van verontreinigingen werd aanzienlijk verbeterd.

Conclusie en vooruitzichten

De oppervlakteactiviteit, de grensvlakbindingseigenschappen en de functionaliteit van basaltvezels werden aanzienlijk verbeterd door verschillende oppervlaktemodificatiemethoden. Hieronder vallen:

1. Modificatie met silaankoppelingsmiddelen is geschikter voor het verbeteren van de hechting van basaltvezels met matrixmaterialen (bijv. cement, asfalt, epoxyhars, enz.).
2. Modificatie van oppervlakteactieve stoffen en modificatie van organische ijzerafzetting zijn geschikter voor de milieubeschermingssector, met name voor de toepassing van microbiële dragers in rioolwaterzuivering.
3. Modificatie van nanosilicacoating, met de voordelen van het verbeteren van mechanische en functionele eigenschappen, biedt een breed scala aan vooruitzichten op het gebied van Composietmaterialen en milieubescherming.

Toekomstig onderzoek kan de parameters van het modificatieproces verder optimaliseren en het synergetische effect van verschillende modificatiemethoden onderzoeken om te voldoen aan de behoeften van verschillende toepassingen.