Bazalt liflerinin yüzey modifikasyonu çalışmalarının bir incelemesi
Yüksek performanslı bir inorganik elyaf malzeme olan bazalt elyafının mükemmel mekanik özellikleri, Kimyasal Yüksek sıcaklık dayanımı ve stabilitesi, inşaat mühendisliği, kompozit malzemeler ve çevre koruma alanlarında çeşitli uygulamalara yol açmıştır. Bununla birlikte, bazalt lifleri pürüzsüz yüzeylere sahiptir ve aktif fonksiyonel gruplardan yoksundur, bu da matris malzemeleriyle zayıf arayüzey bağlama özelliklerine neden olur. Bu nedenle, bazalt liflerinin yüzey modifikasyonu, arayüzey bağlama özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebilir ve kompozitler ve çevre koruma alanlarındaki uygulamalarını artırabilir. Aşağıda, birkaç önemli modifikasyon yönteminin araştırma ilerlemesi yer almaktadır.
- Silan bağlayıcı madde ile yüzey modifikasyonu
Silan bağlayıcı madde, kimyasal bağ yoluyla lifler ve matris malzemeleri arasındaki arayüzey bağlama özelliklerini iyileştiren, yaygın olarak kullanılan bir yüzey işleme maddesidir.
KH-550 Modifikasyonu
Çalışma, bazalt liflerinin silan bağlayıcı madde KH-550 çözeltisiyle işlenmesinin, lif yüzeyinde kararlı kimyasal bağlar oluşturduğunu ve lif ile asfalt arasındaki arayüzey bağını iyileştirdiğini göstermektedir. KH-550'nin uygun konsantrasyonu %1,0 olup, işlem süresi 30 dakikadır. Modifikasyondan sonra, bazalt lifi ile asfalt arasındaki yapışma 1 kademe iyileşmiştir. Yağ emme oranı %65,5 artmış ve bu da asfaltla yapışmayı önemli ölçüde artırmıştır.
KH-570 Değişiklik
KH-570, bazalt liflerinin yüzeyini pürüzlendirmek ve lif yüzeyindeki aktif noktaları artırmak için lifleri modifiye eder. Kompozit malzemede, modifiye edilmiş lif uzunluğunun ve ilave miktarının artmasıyla, kompozit malzemenin mekanik özellikleri önemli ölçüde iyileşir.
- Yüzey aktif madde modifikasyonu
CTAC modifikasyonu
Bazalt liflerinin katyonik yüzey aktif madde setiltrimetilamonyum klorür (CTAC) ile fiziksel olarak kaplanması, liflerin hidrofilikliğini ve suda dağılabilirliğini artırır. Bu modifikasyon yöntemi, mikrobiyal film yapışması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir: mikrobiyal yapışma gücü önemli ölçüde artar. Mikrobiyal bağlanma miktarının artması, atık su arıtımında uygulamayı kolaylaştırır.
- Organik demir sıvı faz çökelme modifikasyonu
Organik demir sıvı faz çökelmesiyle bazalt liflerinin modifikasyonu, lif yüzeyinin biyolojik yapışma yeteneğini geliştirebilir ve atık su arıtma alanındaki uygulamalarını daha da artırabilir. Bu modifikasyon yöntemi, lif yüzeyinde kararlı bir demir oksit kaplaması oluşturarak kirleticilerin adsorpsiyonunu ve bozunmasını iyileştirebilir.
- Nano-silika ile kaplama modifikasyonu
Nanosilika parçacıkları, infiltrasyon veya dispersiyon içinde homojen bir şekilde dağılır ve bazalt lif kaplama modifikasyonu olarak kullanılabilir: bazalt lifi ve epoksi reçine arasında nanosilika parçacıkları köprü görevi görerek ikisi arasındaki arayüz uyumluluğunu önemli ölçüde iyileştirir. Modifikasyondan sonra, bazalt lifinin yüzey pürüzlülüğü, özgül yüzey alanı ve oksijen içeren fonksiyonel gruplar artar. Çalışma, nanosilika ile modifiye edilmiş bazalt lif taşıyıcısının kullanımıyla, monte edilen lifin gramı başına mikrobiyal film miktarının %21,39 arttığını ve kirleticilerin giderilme verimliliğinin önemli ölçüde iyileştiğini göstermiştir.
Sonuç ve Gelecek Perspektifi
Bazalt liflerinin yüzey aktivitesi, arayüzey bağlama özellikleri ve işlevselliği, farklı yüzey modifikasyon yöntemleriyle önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Bunlar arasında:
- Silan bağlayıcı madde modifikasyonu, bazalt liflerinin matris malzemeleriyle (örneğin çimento, asfalt, epoksi reçine vb.) yapışmasını iyileştirmek için daha uygundur.
- Yüzey aktif madde modifikasyonu ve organik demir birikimi modifikasyonu, özellikle atık su arıtımında mikrobiyal taşıyıcı uygulaması olmak üzere, çevre koruma alanı için daha uygundur.
- Mekanik ve fonksiyonel özellikleri iyileştirme avantajlarına sahip nano-silika kaplama modifikasyonu, alanında geniş bir gelecek vaat etmektedir. 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 inceleyebilir.
