Bazalt liflerinin yüzey modifikasyon çalışmalarına ilişkin bir inceleme
Yüksek performanslı inorganik bir elyaf malzemesi olan bazalt elyafının mükemmel mekanik özellikleri, Kimyasal Dayanıklılık ve yüksek sıcaklık kararlılığı, inşaat mühendisliği, kompozit malzemeler ve çevre koruma alanlarında çeşitli uygulamalara yol açmıştır. Ancak bazalt lifler pürüzsüz yüzeylere sahiptir ve aktif fonksiyonel gruplardan yoksundur, bu da matris malzemelerle zayıf arayüz bağlanma özelliklerine neden olur. Bu nedenle, bazalt liflerin yüzey modifikasyonu, arayüz bağlanma özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebilir ve kompozitler ile çevre koruma alanlarındaki uygulamalarını geliştirebilir. Aşağıda, birkaç önemli modifikasyon yönteminin araştırma ilerlemesi yer almaktadır.
- Silan birleştirme maddesi yüzey modifikasyonu
Silan bağlayıcı ajan, kimyasal bağlanma yoluyla lifler ve matris malzemeleri arasındaki arayüz bağlanma özelliklerini iyileştiren yaygın olarak kullanılan bir yüzey işlem ajanıdır.
KH-550 Modifikasyonu
Çalışma, bazalt liflerinin silan bağlayıcı madde KH-550 çözeltisi ile işlenmesinin lif yüzeyinde kararlı kimyasal bağlar oluşturduğunu ve lif ile asfalt arasındaki ara yüzey bağını iyileştirdiğini göstermektedir. KH-550'nin makul konsantrasyonu %1,0 ve işlem süresi 30 dakikadır. Modifikasyondan sonra bazalt lif ile asfalt arasındaki yapışma 1 derece iyileşmiştir. Yağ emilim oranı %65,5 artarak asfaltla yapışmayı önemli ölçüde artırmıştır.
KH-570 Değişiklik
KH-570, bazalt liflerini modifiye ederek yüzeylerini pürüzlendirir ve lif yüzeyindeki aktif noktaları artırır. Kompozit malzemede, modifiye edilmiş lif uzunluğunun ve ilave miktarının artırılmasıyla, kompozit malzemenin mekanik özellikleri önemli ölçüde iyileştirilir.
- Yüzey aktif madde modifikasyonu
CTAC modifikasyonu
Bazalt liflerinin katyonik yüzey aktif madde setiltrimetilamonyum klorür (CTAC) ile fiziksel olarak kaplanması, liflerin sudaki hidrofilisitesini ve dağılabilirliğini artırır. Bu modifikasyon yöntemi, mikrobiyal film yapışması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir: mikrobiyal yapışma mukavemeti önemli ölçüde artar. Mikrobiyal tutunma miktarının artması, atık su arıtımında uygulamayı kolaylaştırır.
- Organik demir sıvı faz biriktirme modifikasyonu
Bazalt liflerinin organik demir sıvı faz biriktirme yöntemiyle modifiye edilmesi, lif yüzeyinin biyolojik yapışma kabiliyetini artırabilir ve atık su arıtımındaki uygulama alanını daha da genişletebilir. Bu modifikasyon yöntemi, lif yüzeyinde kararlı bir demir oksit kaplama oluşturarak kirleticilerin adsorpsiyonunu ve parçalanmasını iyileştirebilir.
- Nano-silika ile kaplama modifikasyonu
Nanosilika parçacıkları, infiltrant veya dispersiyon içinde homojen olarak dağılır ve bazalt elyaf kaplama modifikasyonu yapılabilir: bazalt elyaf ve epoksi reçine arasında nanosilika parçacıkları bir köprü görevi görerek ikisi arasındaki arayüz uyumluluğunu önemli ölçüde iyileştirir. Modifikasyondan sonra bazalt elyafın yüzey pürüzlülüğü, özgül yüzey alanı ve oksijen içeren fonksiyonel gruplar artar. Çalışma, nanosilika ile modifiye edilmiş bir bazalt elyaf taşıyıcı kullanıldığında, monte edilen elyaf gramı başına gerçek mikrobiyal film miktarının %21,39 oranında arttığını göstermiştir. Kirletici giderme verimliliği önemli ölçüde iyileştirilmiştir.
Sonuç ve Görünüm
Bazalt liflerinin yüzey aktivitesi, arayüz bağlanma özellikleri ve işlevselliği, farklı yüzey modifikasyon yöntemleriyle önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Bunlar arasında:
- Silan bağlayıcı madde modifikasyonu bazalt liflerinin matris malzemeleriyle (örneğin çimento, asfalt, epoksi reçinesi vb.) yapışmasını iyileştirmek için daha uygundur.
- Yüzey aktif madde modifikasyonu ve organik demir biriktirme modifikasyonu, özellikle atık su arıtımında mikrobiyal taşıyıcı uygulaması olmak üzere çevre koruma alanında daha uygundur.
- Nano-silika kaplama modifikasyonu, mekanik ve fonksiyonel özellikleri iyileştirme avantajları ile, endüstride geniş bir yelpazede beklentilere sahiptir. Kompozit Malzemeler ve çevre koruma.
Gelecekteki araştırmalar, modifikasyon süreci parametrelerini daha da optimize edebilir ve farklı uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için farklı modifikasyon yöntemlerinin sinerjik etkisini araştırabilir.
