En gjennomgang av overflatemodifiseringsstudier av basaltfibre
Som et høytytende uorganisk fibermateriale har basaltfiber utmerkede mekaniske egenskaper, Kjemisk motstand og høytemperaturstabilitet har ført til ulike bruksområder innen anleggsteknikk, komposittmaterialer og miljøvern. Basaltfibre har imidlertid glatte overflater og mangler aktive funksjonelle grupper, noe som resulterer i dårlige grenseflatebindingsegenskaper med matriksmaterialer. Derfor kan overflatemodifisering av basaltfibre forbedre grenseflatebindingsegenskapene betydelig og forbedre bruksområdet deres innen kompositter og miljøvern. Følgende er forskningsfremdriften for flere viktige modifiseringsmetoder.
- Overflatemodifisering av silankoblingsmiddel
Silankoblingsmiddel er et vanlig brukt overflatebehandlingsmiddel som forbedrer grensesnittbindingsegenskapene mellom fibre og matriksmaterialer gjennom kjemisk binding.
KH-550-modifisering
Studien viser at behandling av basaltfibre med en silankoblingsløsning KH-550 danner stabile kjemiske bindinger på fiberoverflaten og forbedrer grenseflatebindingen mellom fiberen og asfalten. Den rimelige konsentrasjonen av KH-550 er 1,0 %, og behandlingstiden er 30 minutter. Etter modifisering ble adhesjonen mellom basaltfiber og asfalt forbedret med 1 grad. Oljeabsorpsjonshastigheten økte med 65,5 %, noe som forbedret adhesjonen med asfalt betydelig.
KH-570 Modifikasjon
KH-570 modifiserer basaltfibre for å gjøre overflaten ru og øke antallet aktive punkter på fiberoverflaten. I komposittmaterialet forbedres de mekaniske egenskapene betydelig med økningen av den modifiserte fiberlengden og mengden tilsatt materiale.
- Modifisering av overflateaktive stoffer
CTAC-modifikasjon
Fysisk belegging av basaltfibre med det kationiske overflateaktive stoffet cetyltrimetylammoniumklorid (CTAC) forbedrer fibrenes hydrofilisitet og dispergerbarhet i vann. Denne modifikasjonsmetoden har en betydelig effekt på mikrobiell filmadhesjon: den mikrobielle adhesjonsstyrken økes betydelig. Å øke mengden mikrobiell adhesjon forenkler bruken i avløpsrensing.
- Modifisering av organisk jern i flytende fase
Modifisering av basaltfibre ved avsetning av organisk jern i flytende fase kan forbedre fiberoverflatens bioadhesjonsevne og ytterligere forbedre bruken innen avløpsrensing. Denne modifiseringsmetoden kan danne et stabilt jernoksidbelegg på fiberoverflaten for å forbedre adsorpsjonen og nedbrytningen av forurensende stoffer.
- Beleggmodifisering med nano-silika
Nanosilikapartikler er jevnt dispergert i infiltranten eller dispersjonen, og kan modifiseres med basaltfiberbelegg: mellom basaltfiber og epoksyharpiks spiller nanosilikapartikler en brorolle, noe som forbedrer grensesnittkompatibiliteten mellom de to betydelig. Etter modifisering øker overflateruheten til basaltfiberen, det spesifikke overflatearealet øker, og de oksygenholdige funksjonelle gruppene øker. Studien viste at ved bruk av en nanosilikas-modifisert basaltfiberbærer: den faktiske mengden mikrobiell film per gram montert fiber økte med 21,39%. Effektiviteten for fjerning av forurensninger ble betydelig forbedret.
Konklusjon og fremtidsutsikter
Overflateaktiviteten, grenseflatebindingsegenskapene og funksjonaliteten til basaltfibre ble betydelig forbedret ved hjelp av ulike overflatemodifiseringsmetoder. Blant dem:
- Modifisering av silankoblingsmiddel er mer egnet for å forbedre adhesjonen av basaltfibre med matriksmaterialer (f.eks. sement, asfalt, epoksyharpiks, etc.).
- Modifisering av overflateaktive stoffer og modifisering av organisk jernavsetning er mer egnet for miljøvernfeltet, spesielt for mikrobiell bærerapplikasjon i avløpsrensing.
- Modifisering av nano-silikabelegg, med fordelene ved å forbedre mekaniske og funksjonelle egenskaper, har et bredt spekter av muligheter innen Komposittmaterialer og miljøvern.
Fremtidig forskning kan ytterligere optimalisere modifikasjonsprosessparametrene og utforske den synergistiske effekten av ulike modifikasjonsmetoder for å møte behovene til ulike applikasjoner.
