Prehľad štúdií modifikácie povrchu bazaltových vlákien

Ako vysoko výkonný anorganický vláknitý materiál má čadičové vlákno vynikajúce mechanické vlastnosti, Chemické Odolnosť a stabilita pri vysokých teplotách viedli k rôznym aplikáciám v stavebníctve, kompozitných materiáloch a ochrane životného prostredia. Čadičové vlákna však majú hladké povrchy a chýbajú im aktívne funkčné skupiny, čo má za následok slabé vlastnosti medzifázových väzieb s matricovými materiálmi. Preto môže modifikácia povrchu čadičových vlákien výrazne zlepšiť ich vlastnosti medzifázových väzieb a rozšíriť ich použitie v kompozitoch a oblastiach ochrany životného prostredia. Nasleduje výskumný pokrok niekoľkých hlavných metód modifikácie.

1. Modifikácia povrchu silánu ako spojovacieho činidla

Silánové spojovacie činidlo je bežne používané činidlo na úpravu povrchov, ktoré zlepšuje vlastnosti medzifázových väzieb medzi vláknami a matricovými materiálmi prostredníctvom chemickej väzby.

Modifikácia KH-550

Štúdia ukazuje, že úprava čadičových vlákien roztokom silánového spojovacieho činidla KH-550 vytvára stabilné chemické väzby na povrchu vlákien a zlepšuje medzifázové prepojenie medzi vláknom a asfaltom. Primeraná koncentrácia KH-550 je 1,0 % a čas úpravy je 30 minút. Po modifikácii sa adhézia medzi čadičovými vláknami a asfaltom zlepšila o 1 stupeň. Miera absorpcie oleja sa zvýšila o 65,5 %, čo výrazne zlepšilo adhéziu k asfaltu.

KH-570 Modifikácia

KH-570 modifikuje čadičové vlákna, čím zdrsňuje ich povrch a zvyšuje počet aktívnych bodov na povrchu vlákien. V kompozitnom materiáli sa so zvyšujúcou sa dĺžkou modifikovaných vlákien a množstvom pridaných látok výrazne zlepšujú mechanické vlastnosti kompozitného materiálu.

2. Modifikácia povrchovo aktívnych látok

Modifikácia CTAC

Fyzikálny povlak čadičových vlákien katiónovou povrchovo aktívnou látkou cetyltrimetylamóniumchloridom (CTAC) zlepšuje hydrofilnosť a dispergovateľnosť vlákien vo vode. Táto modifikačná metóda má významný vplyv na adhéziu mikrobiálneho filmu: výrazne sa zvyšuje mikrobiálna adhézna sila. Zvýšenie množstva mikrobiálnej adhézie uľahčuje použitie pri čistení odpadových vôd.

3. Modifikácia nanášania organického železa v kvapalnej fáze

Modifikácia čadičových vlákien nanášaním organického železa v kvapalnej fáze môže zlepšiť bioadhéznu schopnosť povrchu vlákna a ďalej rozšíriť jeho využitie v oblasti čistenia odpadových vôd. Táto modifikačná metóda môže vytvoriť stabilný povlak oxidu železa na povrchu vlákna, čím sa zlepší jeho adsorpcia a degradácia znečisťujúcich látok.

4. Modifikácia povlaku nano-oxidom kremičitým

Častice nanooxidu kremičitého sú rovnomerne rozptýlené v infiltrantu alebo disperzii a môžu byť modifikáciou povlaku z bazaltových vlákien: medzi bazaltovými vláknami a epoxidovou živicou zohrávajú nanočastice kremičitého úlohu mostíka, čím výrazne zlepšujú medzifázovú kompatibilitu medzi nimi. Po modifikácii sa zvyšuje drsnosť povrchu bazaltových vlákien, zvyšuje sa špecifický povrch a zvyšuje sa počet funkčných skupín obsahujúcich kyslík. Štúdia ukázala, že pri použití nosiča z bazaltových vlákien modifikovaného nanooxidom kremičitým sa skutočné množstvo mikrobiálneho filmu na gram naneseného vlákna zvýšilo o 21,39 %. Účinnosť odstraňovania znečisťujúcich látok sa výrazne zlepšila.

Záver a výhľad

Povrchová aktivita, vlastnosti medzifázových väzieb a funkčnosť čadičových vlákien sa výrazne zlepšili rôznymi metódami modifikácie povrchu. Medzi ne patria:

1. Na zlepšenie adhézie bazaltových vlákien s matricovými materiálmi (napr. cement, asfalt, epoxidová živica atď.) je vhodnejšia modifikácia silánovým spojovacím činidlom.
2. Modifikácia povrchovo aktívnych látok a modifikácia organického ukladania železa sú vhodnejšie pre oblasť ochrany životného prostredia, najmä pre aplikáciu mikrobiálnych nosičov pri čistení odpadových vôd.
3. Modifikácia nano-oxidových povlakov s výhodami zlepšenia mechanických a funkčných vlastností má široké spektrum perspektív v oblasti... Kompozitné materiály a ochrana životného prostredia.

Budúci výskum môže ďalej optimalizovať parametre procesu modifikácie a preskúmať synergický efekt rôznych metód modifikácie s cieľom splniť potreby rôznych aplikácií.