Een overzicht van studies naar oppervlaktemodificatie van basaltvezels

Basaltvezel is een hoogwaardig anorganisch vezelmateriaal met uitstekende mechanische eigenschappen. Chemisch De weerstand tegen hoge temperaturen en de stabiliteit bij hoge temperaturen 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 hechtingseigenschappen met matrixmaterialen. Oppervlaktemodificatie van basaltvezels kan daarom de hechtingseigenschappen aanzienlijk verbeteren en hun toepassing in composieten en milieubescherming bevorderen. Hieronder volgt een overzicht van de onderzoeksresultaten van verschillende belangrijke modificatiemethoden.

1. Silaan-koppelingsmiddel oppervlaktemodificatie

Silaankoppelingsmiddel is een veelgebruikt oppervlaktebehandelingsmiddel dat de hechteigenschappen tussen vezels en matrixmaterialen verbetert door middel van chemische binding.

KH-550 Modificatie

Uit het onderzoek blijkt dat de behandeling van basaltvezels met een silaan-koppelingsmiddel KH-550-oplossing stabiele chemische bindingen op het vezeloppervlak vormt en de hechting tussen de vezel en het asfalt verbetert. De optimale concentratie van KH-550 is 1,0% en de behandelingsduur bedraagt ​​30 minuten. Na de behandeling is de hechting tussen de basaltvezel en het asfalt met één graad verbeterd. De olieabsorptie is met 65,5% toegenomen, wat de hechting met het asfalt aanzienlijk heeft verbeterd.

KH-570 Wijziging

KH-570 modificeert basaltvezels om hun oppervlak ruwer te maken en het aantal actieve punten op het vezeloppervlak te vergroten. In het composietmateriaal verbeteren de mechanische eigenschappen aanzienlijk naarmate de lengte van de gemodificeerde vezels en de hoeveelheid toegevoegde modificatie toenemen.

2. Oppervlakteactieve modificatie

CTAC-modificatie

Fysieke coating van basaltvezels met het kationische oppervlakteactieve middel 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 hechtsterkte van de micro-organismen neemt aanzienlijk toe. Een verhoogde hechting van micro-organismen vergemakkelijkt de toepassing in afvalwaterzuivering.

3. Organische ijzervloeistoffase-afzetting modificatie

De modificatie van basaltvezels door afzetting van een vloeibare organische ijzerfase kan het bio-adhesievermogen van het vezeloppervlak verbeteren en de toepassingsmogelijkheden ervan in de afvalwaterzuivering verder vergroten. Deze modificatiemethode kan een stabiele ijzeroxidecoating op het vezeloppervlak vormen, waardoor de adsorptie en afbraak van verontreinigende stoffen wordt verbeterd.

4. Coatingmodificatie door nanosilica

Nanosilicadeeltjes zijn gelijkmatig verdeeld in het infiltratiemiddel of de dispersie en kunnen worden gebruikt voor de modificatie van de coating van basaltvezels: tussen de basaltvezel en de epoxyhars fungeren de nanosilicadeeltjes als een brug, waardoor de compatibiliteit tussen beide aanzienlijk verbetert. Na modificatie neemt de oppervlakteruwheid van de basaltvezel toe, evenals het specifieke oppervlak en het aantal zuurstofhoudende functionele groepen. Uit onderzoek is gebleken dat met een met nanosilica gemodificeerde basaltvezeldrager de hoeveelheid microbiële film per gram vezel met 21,39% toenam. De efficiëntie van de verwijdering van verontreinigende stoffen werd aanzienlijk verbeterd.

Conclusie en vooruitblik

De oppervlakteactiviteit, de hechteigenschappen en de functionaliteit van basaltvezels werden aanzienlijk verbeterd door verschillende oppervlaktemodificatiemethoden. Enkele voorbeelden hiervan zijn:

1. Modificatie met een silaan-koppelingsmiddel is geschikter voor het verbeteren van de hechting van basaltvezels aan matrixmaterialen (bijv. cement, asfalt, epoxyhars, enz.).
2. Oppervlakteactieve modificatie en organische ijzerdepositie-modificatie zijn geschikter voor milieubescherming, met name voor de toepassing van microbiële dragers in afvalwaterzuivering.
3. De modificatie met nanosilicacoating, die de mechanische en functionele eigenschappen verbetert, heeft een breed scala aan perspectieven 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 aan de behoeften van verschillende toepassingen te voldoen.