Огляд досліджень модифікації поверхні базальтових волокон
Як високоефективний неорганічний волокнистий матеріал, базальтове волокно має чудові механічні властивості, Хімічна Стійкість до високих температур та стабільність до високих температур призвели до різноманітного застосування в цивільному будівництві, композитних матеріалах та захисті навколишнього середовища. Однак базальтові волокна мають гладкі поверхні та не мають активних функціональних груп, що призводить до поганих властивостей міжфазного зв'язку з матричними матеріалами. Тому модифікація поверхні базальтових волокон може значно покращити їхні властивості міжфазного зв'язку та розширити їхнє застосування в композитах та сферах захисту навколишнього середовища. Нижче наведено прогрес у дослідженнях кількох основних методів модифікації.
- Модифікація поверхні силанового зв'язувального агента
Силановий зв'язуючий агент - це широко використовуваний агент для обробки поверхні, який покращує властивості міжфазного зв'язку між волокнами та матричними матеріалами шляхом хімічного зв'язку.
Модифікація KH-550
Дослідження показує, що обробка базальтових волокон розчином силанового зв'язуючого агента KH-550 утворює стабільні хімічні зв'язки на поверхні волокна та покращує міжфазний зв'язок між волокном та асфальтом. Доцільна концентрація KH-550 становить 1,0%, а час обробки – 30 хвилин. Після модифікації адгезія між базальтовим волокном та асфальтом покращилася на 1 бал. Коефіцієнт поглинання олії збільшився на 65,5%, що значно покращило адгезію з асфальтом.
КХ-570 Модифікація
KH-570 модифікує базальтові волокна, надаючи їм шорсткості та збільшуючи кількість активних точок на поверхні волокна. У композитному матеріалі зі збільшенням довжини модифікованого волокна та кількості доданих модифікацій механічні властивості композитного матеріалу значно покращуються.
- Модифікація поверхнево-активних речовин
Модифікація CTAC
Фізичне покриття базальтових волокон катіонним поверхнево-активним речовиною цетилтриметиламонію хлоридом (CTAC) покращує гідрофільність та диспергованість волокон у воді. Цей метод модифікації має значний вплив на адгезію мікробної плівки: міцність мікробної адгезії значно збільшується. Збільшення кількості мікробного прикріплення полегшує застосування в очищенні стічних вод.
- Модифікація рідкофазного осадження органічного заліза
Модифікація базальтових волокон методом рідкофазного осадження органічного заліза може покращити біоадгезійну здатність поверхні волокна та ще більше розширити його застосування в галузі очищення стічних вод. Цей метод модифікації може утворити стабільне покриття з оксиду заліза на поверхні волокна для покращення його адсорбції та розкладання забруднюючих речовин.
- Модифікація покриття нанокремнеземом
Частинки нанокремнезему рівномірно розподілені в інфільтранті або дисперсії та можуть бути модифіковані покриттям з базальтового волокна: між базальтовим волокном та епоксидною смолою частинки нанокремнезему відіграють роль містка, значно покращуючи міжфазну сумісність між ними. Після модифікації збільшується шорсткість поверхні базальтового волокна, збільшується питома площа поверхні та збільшується кількість кисневмісних функціональних груп. Дослідження показало, що при використанні носія з базальтового волокна, модифікованого нанокремнеземом, фактична кількість мікробної плівки на грам встановленого волокна збільшується на 21,39%. Ефективність видалення забруднюючих речовин значно покращується.
Висновок та перспективи
Поверхнева активність, властивості міжфазного зв'язку та функціональність базальтових волокон були значно покращені за допомогою різних методів модифікації поверхні. Серед них:
- Модифікація силановим зв'язуючим агентом більше підходить для покращення адгезії базальтових волокон з матричними матеріалами (наприклад, цементом, асфальтом, епоксидною смолою тощо).
- Модифікація поверхнево-активних речовин та модифікація органічного осадження заліза більше підходять для галузі захисту навколишнього середовища, особливо для застосування мікробних носіїв в очищенні стічних вод.
- Модифікація нанокремнеземних покриттів, з перевагами покращення механічних та функціональних властивостей, має широкий спектр перспектив у галузі... Композитні матеріали та захист навколишнього середовища.
Подальші дослідження можуть додатково оптимізувати параметри процесу модифікації та дослідити синергетичний ефект різних методів модифікації для задоволення потреб різних застосувань.
