การทบทวนการศึกษาการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของเส้นใยบะซอลต์
เนื่องจากเป็นวัสดุเส้นใยอนินทรีย์ประสิทธิภาพสูง เส้นใยบะซอลต์จึงมีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม เคมี ความทนทาน และความเสถียรที่อุณหภูมิสูง นำไปสู่การประยุกต์ใช้งานที่หลากหลายในงานวิศวกรรมโยธา วัสดุผสม และการปกป้องสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม เส้นใยบะซอลต์มีพื้นผิวเรียบและไม่มีหมู่ฟังก์ชันที่แอคทีฟ ส่งผลให้คุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างส่วนต่อประสานกับวัสดุเมทริกซ์ไม่ดี ดังนั้น การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของเส้นใยบะซอลต์จึงสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างส่วนต่อประสานได้อย่างมีนัยสำคัญ และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานในงานคอมโพสิตและงานปกป้องสิ่งแวดล้อม ต่อไปนี้คือความคืบหน้าของการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการปรับเปลี่ยนที่สำคัญหลายวิธี
- การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของสารจับคู่ไซเลน
ตัวแทนจับคู่ไซเลนเป็นสารปรับสภาพพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไปซึ่งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการยึดติดระหว่างเส้นใยและวัสดุเมทริกซ์ผ่านพันธะเคมี
การดัดแปลง KH-550
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการปรับสภาพเส้นใยบะซอลต์ด้วยสารละลายสารจับคู่ไซเลน KH-550 ก่อให้เกิดพันธะเคมีที่เสถียรบนพื้นผิวเส้นใย และช่วยเพิ่มการยึดเกาะระหว่างเส้นใยและแอสฟัลต์ ความเข้มข้นที่เหมาะสมของ KH-550 คือ 1.0% และใช้เวลา 30 นาทีในการปรับสภาพ หลังจากการดัดแปลง การยึดเกาะระหว่างเส้นใยบะซอลต์และแอสฟัลต์เพิ่มขึ้น 1 ระดับ อัตราการดูดซับน้ำมันเพิ่มขึ้น 65.5% ซึ่งช่วยเพิ่มการยึดเกาะกับแอสฟัลต์อย่างมีนัยสำคัญ
เคเอช-570 การปรับเปลี่ยน
KH-570 ปรับปรุงเส้นใยบะซอลต์ให้มีความขรุขระบนพื้นผิวและเพิ่มจุดยึดเกาะบนพื้นผิวเส้นใย ในวัสดุคอมโพสิต เมื่อความยาวเส้นใยที่ปรับปรุงเพิ่มขึ้นและปริมาณการเติมเพิ่มขึ้น คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิตก็ดีขึ้นอย่างมาก
- การดัดแปลงสารลดแรงตึงผิว
การปรับเปลี่ยน CTAC
การเคลือบเส้นใยบะซอลต์ด้วยสารลดแรงตึงผิวประจุบวก เซทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ (CTAC) ช่วยเพิ่มคุณสมบัติการดูดซับน้ำและการกระจายตัวของเส้นใยในน้ำ วิธีการดัดแปลงนี้มีผลอย่างมากต่อการยึดเกาะของฟิล์มจุลินทรีย์ โดยเพิ่มความแข็งแรงของการยึดเกาะของจุลินทรีย์อย่างมีนัยสำคัญ การเพิ่มปริมาณการยึดเกาะของจุลินทรีย์ช่วยให้สามารถนำไปใช้ในการบำบัดน้ำเสียได้ง่ายขึ้น
- การดัดแปลงเฟสการสะสมของเหลวของเหล็กอินทรีย์
การดัดแปลงเส้นใยบะซอลต์ด้วยการสะสมตัวของเหล็กอินทรีย์ในเฟสของเหลวสามารถปรับปรุงความสามารถในการยึดเกาะทางชีวภาพของพื้นผิวเส้นใยและเพิ่มประสิทธิภาพการประยุกต์ใช้งานในด้านการบำบัดน้ำเสีย วิธีการดัดแปลงนี้สามารถสร้างชั้นเคลือบเหล็กออกไซด์ที่เสถียรบนพื้นผิวของเส้นใย เพื่อปรับปรุงการดูดซับและการย่อยสลายสารมลพิษ
- การดัดแปลงการเคลือบด้วยนาโนซิลิกา
อนุภาคนาโนซิลิกากระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในสารแทรกซึมหรือสารกระจายตัว และสามารถปรับเปลี่ยนการเคลือบเส้นใยบะซอลต์ได้ โดยอนุภาคนาโนซิลิกามีบทบาทเป็นสะพานเชื่อมระหว่างเส้นใยบะซอลต์และเรซินอีพอกซี ช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของพื้นผิวระหว่างทั้งสองอย่างมีนัยสำคัญ หลังจากการปรับเปลี่ยนแล้ว ความขรุขระของพื้นผิวของเส้นใยบะซอลต์จะเพิ่มขึ้น พื้นที่ผิวจำเพาะเพิ่มขึ้น และหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจนเพิ่มขึ้น การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการใช้ตัวพาเส้นใยบะซอลต์ที่ปรับเปลี่ยนด้วยนาโนซิลิกา ทำให้ปริมาณฟิล์มจุลินทรีย์จริงต่อเส้นใยที่ติดบนแผ่นเพิ่มขึ้น 21.39% ประสิทธิภาพในการกำจัดสารมลพิษดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
บทสรุปและแนวโน้ม
กิจกรรมพื้นผิว คุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างส่วนต่อประสาน และการทำงานของเส้นใยบะซอลต์ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญโดยวิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่แตกต่างกัน ซึ่งรวมถึง:
- การดัดแปลงตัวแทนจับคู่ไซเลนมีความเหมาะสมมากกว่าสำหรับการปรับปรุงการยึดเกาะของเส้นใยบะซอลต์กับวัสดุเมทริกซ์ (เช่น ซีเมนต์ แอสฟัลต์ เรซินอีพอกซี เป็นต้น)
- การปรับเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิวและการปรับเปลี่ยนการสะสมเหล็กอินทรีย์เหมาะสมกว่าสำหรับด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้ตัวพาจุลินทรีย์ในการบำบัดน้ำเสีย
- การดัดแปลงการเคลือบนาโนซิลิกาซึ่งมีข้อดีในการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและฟังก์ชัน มีขอบเขตกว้างในสาขา วัสดุคอมโพสิต และการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม
การวิจัยในอนาคตสามารถปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมยิ่งขึ้น และสำรวจผลการทำงานร่วมกันของวิธีการปรับเปลี่ยนที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน
