ส่วนประกอบหลักของสารแทรกซึมใยบะซอลต์

1. สารเชื่อมประสาน

สารเชื่อมประสานเป็นสารสำคัญที่ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพวัสดุ มีความทนทานและต้านทานการเสื่อมสภาพได้ดี โดยส่วนใหญ่ใช้เป็นสารช่วยในวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์ ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลักตามโครงสร้างทางเคมีและองค์ประกอบ ได้แก่ สารประกอบเชิงซ้อนอินทรีย์ ไซเลน ไททาเนต และสารประกอบกรดอะลูมิเนียม การพัฒนาสารเชื่อมประสานประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่เป็นหนึ่งในขอบเขตการวิจัยที่สำคัญในปัจจุบัน ใยแก้ว ในด้านสารแทรกซึม สารเชื่อมประสานจากภายนอก นอกจากจะใช้ในการเชื่อมประสานระหว่างสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์แล้ว ยังมีบทบาทในการสร้างกลุ่มพันธะฟิล์ม และสารเชื่อมประสานบางชนิดยังมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นและป้องกันไฟฟ้าสถิต การวิจัยสารเชื่อมประสานในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาสารเชื่อมประสานใหม่ที่สามารถปรับปรุงส่วนต่อประสานของวัสดุและเพิ่มความแข็งแรงของพันธะ นักวิจัยกำลังสำรวจกลยุทธ์ทางเคมีและรูปแบบวัสดุใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้ ความสัมพันธ์ และความแข็งแรงของพันธะระหว่างส่วนต่อประสาน เพื่อให้ได้การยึดเกาะระหว่างส่วนต่อประสานที่ดีขึ้น ปัจจุบัน สารเชื่อมประสานลิเธียมและสารเชื่อมประสานไททาเนตเป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด สารเชื่อมประสานลิเธียมมีกลไกสำคัญสองประการ ประการแรก สามารถทำปฏิกิริยากับหมู่ไฮดรอกซิลในวัสดุอนินทรีย์เพื่อสร้างพันธะเคมี จึงสามารถรวมเฟสอินทรีย์และอนินทรีย์เข้าด้วยกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงการยึดเกาะและความสัมพันธ์ของส่วนต่อประสาน ประการที่สอง สารเชื่อมประสานลิเธียมสามารถทำปฏิกิริยากับสายโมเลกุลยาวในวัสดุอินทรีย์เพื่อเพิ่มความเข้ากันได้และการยึดเกาะระหว่างพอลิเมอร์และสารตัวเติมอนินทรีย์ และเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุ เมื่อสารเชื่อมประสานไททาเนตทำปฏิกิริยากับโปรตอนอิสระ (H+) ที่ส่วนต่อประสานของสารอนินทรีย์ จะเกิดชั้นโมโนโมเลกุลอินทรีย์ขึ้น ชั้นโมโนเมอร์อินทรีย์นี้สามารถสร้างชั้นปกคลุมบนพื้นผิวของสารตัวเติมและทำปฏิกิริยากับพอลิเมอร์ จึงช่วยเพิ่มการยึดเกาะและพันธะระหว่างพอลิเมอร์และสารตัวเติม การเติมสารเชื่อมประสานไททาเนตลงในพอลิเมอร์สามารถเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของวัสดุได้อย่างมาก นอกจากนี้ ยังสามารถเติมสารตัวเติมในปริมาณ 50% หรือมากกว่านั้นได้โดยไม่เกิดการแยกเฟส ซึ่งช่วยรักษาความเป็นเนื้อเดียวกันและความเสถียรของวัสดุ

2. สารหล่อลื่นและสารป้องกันไฟฟ้าสถิต

ในระดับสากล ในการผลิตสารแทรกซึม มักมีการผสมสารหล่อลื่นและสารป้องกันไฟฟ้าสถิตเข้าด้วยกัน สารหล่อลื่นส่วนใหญ่เป็นอิมิดาโซลีนหรือกรดอะลิฟาติกสายยาวที่มีพันธะคู่ และเอสเทอร์โมโนไฮดรอกซีของแอลกอฮอล์สายยาว ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อควบคุมความหนืดของสารละลายแทรกซึม ลดแรงตึงผิว เพื่อให้กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วพื้นผิวของวัสดุที่ได้รับการบำบัด และเพิ่มประสิทธิภาพในการแทรกซึม สารหล่อลื่นระดับนาโนเป็นหัวข้อวิจัยที่ได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และมีการเคลือบผิววัสดุด้วยสารหล่อลื่นระดับนาโน หินบะซอลต์ เส้นใยไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพในการต้านทานการสึกหรอสูง แต่ยังช่วยลดแรงเสียดทานได้อีกด้วย นักวิจัยกำลังศึกษาการประยุกต์ใช้สารนาโนในสารหล่อลื่นเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการต้านทานแรงเสียดทานและการสึกหรอของวัสดุ สารหล่อลื่นสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทตามบทบาท ได้แก่ สารหล่อลื่นภายในและสารหล่อลื่นภายนอก ส่วนประกอบของสารหล่อลื่นภายในส่วนใหญ่เป็นสารประกอบโพลีเมอร์ เช่น ขี้ผึ้ง โพลีโอเลฟิน เป็นต้น ซึ่งมีความเข้ากันได้ดี สามารถลดการยึดเกาะระหว่างโมเลกุลของโพลีเมอร์ และปรับปรุงปรากฏการณ์การเกิดความร้อนจากแรงเสียดทานภายในวัสดุหลอมเหลวและเพิ่มความลื่นไหล ทำให้มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในกระบวนการอัดรีด การฉีดขึ้นรูป และกระบวนการอื่นๆ ส่วนประกอบของสารหล่อลื่นภายนอกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบโมเลกุลต่ำ เช่น เอสเทอร์ของกรดไขมัน พาราฟินแว็กซ์ เป็นต้น ซึ่งสามารถปรับปรุงแรงเสียดทานระหว่างวัสดุหลอมเหลวกับพื้นผิวของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานในแต่ละกระบวนการผลิต และมีบทบาทสำคัญในการผสม การรีด การขึ้นรูปน้ำตาล และกระบวนการขึ้นรูปอื่นๆ สารป้องกันไฟฟ้าสถิตสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท คือ สารอนินทรีย์และสารอินทรีย์ โดยบทบาทหลักคือการสร้างเส้นทางนำไฟฟ้าบนฟิล์มแทรกซึม เพื่อปลดปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นจากเส้นใยในกระบวนการผลิตและการใช้งาน การเติมสารนาโนฟิลเลอร์ (เช่น ท่อนาโนคาร์บอน กราฟีน เป็นต้น) ลงในเมทริกซ์พอลิเมอร์สามารถปรับปรุงการนำไฟฟ้าและคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตของวัสดุได้อย่างมีนัยสำคัญ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ทุ่มเทให้กับการสำรวจปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารนาโนฟิลเลอร์ชนิดต่างๆ กับเมทริกซ์พอลิเมอร์ เพื่อให้ได้คุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตที่ดีขึ้น

3. สารสร้างฟิล์ม

สารสร้างฟิล์มเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในสารแทรกซึม และเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการประมวลผลและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ เส้นใยบะซอลต์ในกระบวนการผลิตเส้นใยบะซอลต์ สารสร้างฟิล์มสามารถสร้างชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอและแน่นหนาบนพื้นผิวของเส้นใย ช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของส่วนต่อประสานระหว่างเส้นใยและวัสดุพื้นผิวอย่างมีนัยสำคัญ ปรับปรุงแรงยึดเกาะระหว่างส่วนต่อประสาน จึงช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานของเส้นใยบะซอลต์ และยังช่วยป้องกันการแตกหักของเส้นใย ทำให้คงสภาพของเส้นใยไว้ได้ นอกจากนี้ สารสร้างฟิล์มยังสามารถทำให้เส้นใยบะซอลต์มีคุณสมบัติและรูปลักษณ์เฉพาะ เช่น ความมันเงา ความนุ่ม ความเรียบ และอื่นๆ นาโนวัสดุยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยสารสร้างฟิล์ม โดยแสดงให้เห็นว่าการเติมอนุภาคนาโนสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของสารสร้างฟิล์มได้ เช่น เพิ่มความต้านทานการสึกหรอ ความทนทานต่อสภาพอากาศ และคุณสมบัติทางแสง

4. สารปรับค่า pH

เครื่องควบคุมค่า pH สามารถปรับความเป็นกรดด่างของสารละลายที่ซึมผ่านดิน เพื่อให้เหมาะสมกับการทำปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เส้นใยบะซอลต์โดยการปรับค่า pH ของสารที่แทรกซึมเข้าไป คุณลักษณะประจุของพื้นผิวเส้นใยสามารถเปลี่ยนแปลงได้ เพื่อส่งเสริมแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารที่แทรกซึมกับเส้นใย จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแทรกซึมของเส้นใย มีการเสนอแนะว่าสารปรับค่า pH ที่ใช้สารนาโนสามารถให้ความแม่นยำและประสิทธิภาพในการปรับค่าที่สูงขึ้น นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับสารควบคุมค่า pH สำหรับเส้นใยประเภทต่างๆ และสภาวะการประมวลผลที่แตกต่างกัน โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ผลการเปียกของเส้นใยและประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดีขึ้น

5. ส่วนประกอบอื่นๆ

สารเคลือบผิวประกอบด้วยสารฆ่าเชื้อ สารทำให้เกิดอิมัลชัน สารลดฟอง ฯลฯ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อฆ่าจุลินทรีย์ ควบคุมความเข้ากันได้และความเสถียรของส่วนประกอบ และป้องกันการเกิดและการสะสมของฟองบนพื้นผิว