O trecere în revistă a studiilor de modificare a suprafeței fibrelor de bazalt

Fiind un material fibros anorganic de înaltă performanță, fibra de bazalt are proprietăți mecanice excelente, Chimic Rezistența și stabilitatea la temperaturi ridicate au condus la diverse aplicații în ingineria civilă, materiale compozite și protecția mediului. Cu toate acestea, fibrele de bazalt au suprafețe netede și nu au grupuri funcționale active, ceea ce duce la proprietăți slabe de legătură interfacială cu materialele matriceale. Prin urmare, modificarea suprafeței fibrelor de bazalt poate îmbunătăți semnificativ proprietățile lor de legătură interfacială și poate spori aplicarea lor în domeniile compozitelor și protecției mediului. În continuare sunt prezentate progresele cercetărilor privind câteva metode majore de modificare.

1. Modificarea suprafeței agentului de cuplare cu silan

Agentul de cuplare silan este un agent de tratare a suprafețelor utilizat în mod obișnuit care îmbunătățește proprietățile de legătură interfacială dintre fibre și materialele matriceale prin legături chimice.

Modificare KH-550

Studiul arată că tratarea fibrelor de bazalt cu o soluție de agent de cuplare silanic KH-550 formează legături chimice stabile pe suprafața fibrei și îmbunătățește legătura interfacială dintre fibră și asfalt. Concentrația rezonabilă de KH-550 este de 1,0%, iar timpul de tratament este de 30 de minute. După modificare, aderența dintre fibra de bazalt și asfalt a fost îmbunătățită cu 1 grad. Rata de absorbție a uleiului a crescut cu 65,5%, ceea ce a îmbunătățit semnificativ aderența cu asfaltul.

KH-570 Modificare

KH-570 modifică fibrele de bazalt pentru a le asprăvi suprafața și a crește punctele active de pe suprafața fibrei. În materialul compozit, odată cu creșterea lungimii fibrei modificate și a cantității de adaos, proprietățile mecanice ale materialului compozit sunt îmbunătățite semnificativ.

2. Modificarea surfactanților

Modificare CTAC

Acoperirea fizică a fibrelor de bazalt cu surfactantul cationic clorură de cetiltrimetilamoniu (CTAC) îmbunătățește hidrofilicitatea și dispersabilitatea fibrelor în apă. Această metodă de modificare are un efect semnificativ asupra aderenței peliculei microbiene: rezistența aderenței microbiene este crescută semnificativ. Creșterea gradului de atașare microbiană facilitează aplicarea în tratarea apelor uzate.

3. Modificarea depunerii în fază lichidă de fier organic

Modificarea fibrelor de bazalt prin depunerea de fier organic în fază lichidă poate îmbunătăți capacitatea de bioaderență a suprafeței fibrei și poate spori în continuare aplicarea acesteia în domeniul tratării apelor uzate. Această metodă de modificare poate forma un strat stabil de oxid de fier pe suprafața fibrei pentru a îmbunătăți adsorbția și degradarea poluanților.

4. Modificarea acoperirii cu nano-silice

Particulele de nanosilică sunt dispersate uniform în infiltrant sau dispersie și pot fi modificate ca acoperire cu fibră de bazalt: între fibra de bazalt și rășina epoxidică, particulele de nanosilică joacă un rol de punte, îmbunătățind semnificativ compatibilitatea interfacială dintre cele două. După modificare, rugozitatea suprafeței fibrei de bazalt crește, suprafața specifică crește, iar grupurile funcționale care conțin oxigen cresc. Studiul a arătat că, odată cu utilizarea unui purtător de fibră de bazalt modificat cu nanosilică, cantitatea reală de film microbian per gram de fibră montată a crescut cu 21,39%. Eficiența de eliminare a poluanților a fost îmbunătățită semnificativ.

Concluzie și perspective

Activitatea de suprafață, proprietățile de legătură interfacială și funcționalitatea fibrelor de bazalt au fost îmbunătățite semnificativ prin diferite metode de modificare a suprafeței. Printre acestea:

1. Modificarea cu agent de cuplare silanic este mai potrivită pentru îmbunătățirea aderenței fibrelor de bazalt cu materialele matriceale (de exemplu, ciment, asfalt, rășină epoxidică etc.).
2. Modificarea surfactanților și modificarea depunerii organice de fier sunt mai potrivite pentru domeniul protecției mediului, în special pentru aplicarea ca purtători microbieni în tratarea apelor uzate.
3. Modificarea acoperirii cu nano-silice, cu avantajele îmbunătățirii proprietăților mecanice și funcționale, are o gamă largă de perspective în domeniul... Materiale compozite și protecția mediului.

Cercetările viitoare pot optimiza în continuare parametrii procesului de modificare și pot explora efectul sinergic al diferitelor metode de modificare pentru a satisface nevoile diferitelor aplicații.