Обзор исследований по модификации поверхности базальтовых волокон.
Базальтовое волокно, как высокоэффективный неорганический волокнистый материал, обладает превосходными механическими свойствами. Химический Высокая прочность и термостойкость обусловили их широкое применение в гражданском строительстве, композитных материалах и охране окружающей среды. Однако базальтовые волокна имеют гладкую поверхность и не содержат активных функциональных групп, что приводит к плохим свойствам межфазного сцепления с матричными материалами. Поэтому модификация поверхности базальтовых волокон может значительно улучшить их межфазные свойства и расширить их применение в композитных материалах и охране окружающей среды. Ниже представлен обзор исследований нескольких основных методов модификации.
- модификация поверхности силановым связующим агентом
Силановый связующий агент — это широко используемый агент для обработки поверхности, который улучшает свойства межфазного сцепления между волокнами и матричными материалами за счет химической связи.
Модификация KH-550
Исследование показывает, что обработка базальтовых волокон раствором силанового связующего агента KH-550 образует стабильные химические связи на поверхности волокна и улучшает межфазное сцепление между волокном и асфальтом. Оптимальная концентрация KH-550 составляет 1,0%, а время обработки — 30 минут. После модификации адгезия между базальтовым волокном и асфальтом улучшилась на 1 балл. Скорость поглощения масла увеличилась на 65,5%, что значительно повысило адгезию с асфальтом.
КХ-570 Модификация
KH-570 модифицирует базальтовые волокна, делая их поверхность шероховатой и увеличивая количество активных точек на поверхности волокна. В композитном материале с увеличением длины модифицированного волокна и количества добавки механические свойства композитного материала значительно улучшаются.
- модификация поверхностно-активных веществ
модификация CTAC
Физическое покрытие базальтовых волокон катионным поверхностно-активным веществом цетилтриметиламмонийхлоридом (ЦТАХ) улучшает гидрофильность и диспергируемость волокон в воде. Этот метод модификации оказывает существенное влияние на адгезию микробной пленки: прочность микробной адгезии значительно возрастает. Увеличение количества прикрепленных микроорганизмов облегчает применение в очистке сточных вод.
- Модификация осаждения органического железа в жидкой фазе
Модификация базальтовых волокон методом осаждения органического жидкого железа может улучшить биоадгезионную способность поверхности волокна и расширить его применение в области очистки сточных вод. Этот метод модификации позволяет сформировать стабильное покрытие из оксида железа на поверхности волокна, что улучшает его адсорбцию и разложение загрязняющих веществ.
- Модификация покрытия наночастицами диоксида кремния.
Нанокремнеземные частицы равномерно диспергированы в инфильтрате или дисперсии и могут использоваться для модификации покрытия базальтового волокна: между базальтовым волокном и эпоксидной смолой нанокремнеземные частицы играют роль связующего звена, значительно улучшая межфазную совместимость между ними. После модификации увеличивается шероховатость поверхности базальтового волокна, увеличивается удельная площадь поверхности и увеличивается количество кислородсодержащих функциональных групп. Исследование показало, что при использовании базальтового волокна, модифицированного нанокремнеземом, фактическое количество микробной пленки на грамм нанесенного волокна увеличилось на 21,39%. Эффективность удаления загрязняющих веществ значительно повысилась.
Заключение и перспективы
Поверхностная активность, свойства межфазного сцепления и функциональность базальтовых волокон были значительно улучшены с помощью различных методов модификации поверхности. Среди них:
- Модификация силановым связующим агентом больше подходит для улучшения адгезии базальтовых волокон к матричным материалам (например, цементу, асфальту, эпоксидной смоле и т. д.).
- Модификация с помощью поверхностно-активных веществ и модификация путем осаждения органического железа более подходят для области охраны окружающей среды, особенно для применения в качестве микробных носителей при очистке сточных вод.
- Модификация наночастицами диоксида кремния, обладающая преимуществами улучшения механических и функциональных свойств, имеет широкие перспективы в данной области. Композитные материалы и охрана окружающей среды.
Дальнейшие исследования позволят оптимизировать параметры процесса модификации и изучить синергетический эффект различных методов модификации для удовлетворения потребностей различных областей применения.
