บทวิจารณ์การศึกษาเกี่ยวกับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของเส้นใยหินบะซอลต์
เส้นใยบะซอลต์เป็นวัสดุเส้นใยอนินทรีย์ประสิทธิภาพสูงที่มีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม เคมี ความทนทานต่อความร้อนและความเสถียรที่อุณหภูมิสูงทำให้เส้นใยบะซอลต์ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในหลากหลายด้าน เช่น วิศวกรรมโยธา วัสดุคอมโพสิต และการรักษาสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม เส้นใยบะซอลต์มีพื้นผิวเรียบและขาดหมู่ฟังก์ชันที่ใช้งานได้ ทำให้คุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างพื้นผิวกับวัสดุเมทริกซ์ไม่ดี ดังนั้น การปรับปรุงพื้นผิวของเส้นใยบะซอลต์จึงสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างพื้นผิวได้อย่างมีนัยสำคัญ และเพิ่มศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในวัสดุคอมโพสิตและการรักษาสิ่งแวดล้อม ต่อไปนี้คือความคืบหน้าของการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการปรับปรุงพื้นผิวที่สำคัญหลายวิธี
- การปรับเปลี่ยนพื้นผิวด้วยสารเชื่อมประสานซิเลน
สารเชื่อมประสานซิเลนเป็นสารปรับสภาพพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างเส้นใยและวัสดุเมทริกซ์ผ่านพันธะทางเคมี
การดัดแปลง KH-550
ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า การบำบัดเส้นใยบะซอลต์ด้วยสารละลายซิเลนคัปปลิงเอเจนต์ KH-550 จะสร้างพันธะเคมีที่เสถียรบนพื้นผิวเส้นใยและปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างเส้นใยกับแอสฟัลต์ ความเข้มข้นที่เหมาะสมของ KH-550 คือ 1.0% และระยะเวลาในการบำบัดคือ 30 นาที หลังจากการปรับปรุงแล้ว การยึดเกาะระหว่างเส้นใยบะซอลต์กับแอสฟัลต์ดีขึ้น 1 ระดับ อัตราการดูดซับน้ำมันเพิ่มขึ้น 65.5% ซึ่งช่วยเพิ่มการยึดเกาะกับแอสฟัลต์ได้อย่างมีนัยสำคัญ
เคเอช-570 การแก้ไข
KH-570 ปรับเปลี่ยนเส้นใยบะซอลต์เพื่อทำให้พื้นผิวหยาบขึ้นและเพิ่มจุดใช้งานบนพื้นผิวเส้นใย ในวัสดุคอมโพสิต การเพิ่มความยาวของเส้นใยที่ปรับเปลี่ยนและปริมาณการเติม จะส่งผลให้คุณสมบัติทางกลของวัสดุคอมโพสิตดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด
- การดัดแปลงสารลดแรงตึงผิว
การปรับเปลี่ยน CTAC
การเคลือบเส้นใยบะซอลต์ด้วยสารลดแรงตึงผิวประจุบวกเซทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ (CTAC) ช่วยเพิ่มคุณสมบัติการดูดซับน้ำและการกระจายตัวของเส้นใยในน้ำ วิธีการดัดแปลงนี้มีผลอย่างมากต่อการยึดเกาะของฟิล์มจุลินทรีย์ โดยความแข็งแรงในการยึดเกาะของจุลินทรีย์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การเพิ่มปริมาณการยึดเกาะของจุลินทรีย์ช่วยอำนวยความสะดวกในการนำไปประยุกต์ใช้ในการบำบัดน้ำเสีย
- การดัดแปลงการตกตะกอนของเหล็กอินทรีย์ในเฟสของเหลว
การปรับปรุงคุณสมบัติของเส้นใยบะซอลต์โดยการตกตะกอนของเหล็กอินทรีย์ในเฟสของเหลว สามารถปรับปรุงความสามารถในการยึดเกาะทางชีวภาพของพื้นผิวเส้นใย และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานในด้านการบำบัดน้ำเสียได้ดียิ่งขึ้น วิธีการปรับปรุงนี้สามารถสร้างชั้นเคลือบออกไซด์ของเหล็กที่เสถียรบนพื้นผิวของเส้นใย เพื่อปรับปรุงการดูดซับและการย่อยสลายสารมลพิษ
- การปรับปรุงการเคลือบผิวด้วยนาโนซิลิกา
อนุภาคนาโนซิลิกาจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในสารแทรกซึมหรือสารละลาย และสามารถใช้ในการปรับปรุงการเคลือบเส้นใยบะซอลต์ได้ โดยอนุภาคนาโนซิลิกาจะทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างเส้นใยบะซอลต์และเรซินอีพ็อกซี ช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของพื้นผิวระหว่างทั้งสองอย่างมีนัยสำคัญ หลังจากการปรับปรุงแล้ว ความหยาบของพื้นผิวเส้นใยบะซอลต์จะเพิ่มขึ้น พื้นที่ผิวจำเพาะเพิ่มขึ้น และหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจนเพิ่มขึ้น การศึกษาแสดงให้เห็นว่า การใช้เส้นใยบะซอลต์ที่ปรับปรุงด้วยนาโนซิลิกาเป็นตัวพา ส่งผลให้ปริมาณฟิล์มจุลินทรีย์ต่อกรัมของเส้นใยที่ติดตั้งเพิ่มขึ้น 21.39% และประสิทธิภาพในการกำจัดมลพิษดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด
บทสรุปและแนวโน้มในอนาคต
กิจกรรมบนพื้นผิว คุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างพื้นผิว และฟังก์ชันการทำงานของเส้นใยบะซอลต์ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญโดยวิธีการดัดแปลงพื้นผิวที่แตกต่างกัน ซึ่งรวมถึง:
- การปรับปรุงคุณสมบัติด้วยสารเชื่อมประสานซิเลนนั้นเหมาะสมกว่าสำหรับการเพิ่มการยึดเกาะของเส้นใยบะซอลต์กับวัสดุพื้นฐาน (เช่น ซีเมนต์ แอสฟัลต์ เรซินอีพ็อกซี เป็นต้น)
- การปรับเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิวและการปรับเปลี่ยนการตกตะกอนของเหล็กอินทรีย์นั้นเหมาะสมกว่าสำหรับงานด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการประยุกต์ใช้เป็นตัวพาจุลินทรีย์ในการบำบัดน้ำเสีย
- การปรับปรุงพื้นผิวด้วยการเคลือบนาโนซิลิกา ซึ่งมีข้อดีในการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติเชิงฟังก์ชัน มีโอกาสมากมายในสาขาต่างๆ วัสดุคอมโพสิต และการปกป้องสิ่งแวดล้อม
งานวิจัยในอนาคตสามารถปรับปรุงพารามิเตอร์ของกระบวนการดัดแปลงให้ดียิ่งขึ้น และสำรวจผลกระทบเชิงเสริมฤทธิ์ของวิธีการดัดแปลงที่แตกต่างกัน เพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานที่หลากหลาย
