Tổng quan về các nghiên cứu biến đổi bề mặt của sợi bazan
Là một loại vật liệu sợi vô cơ hiệu suất cao, sợi bazan sở hữu các đặc tính cơ học tuyệt vời. Hóa chất Khả năng chịu nhiệt và độ ổn định ở nhiệt độ cao đã dẫn đến nhiều ứng dụng trong kỹ thuật dân dụng, vật liệu composite và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, sợi bazan có bề mặt nhẵn và thiếu các nhóm chức hoạt tính, dẫn đến tính chất liên kết giao diện kém với vật liệu nền. Do đó, việc biến đổi bề mặt sợi bazan có thể cải thiện đáng kể tính chất liên kết giao diện và tăng cường ứng dụng của chúng trong lĩnh vực vật liệu composite và bảo vệ môi trường. Sau đây là tiến trình nghiên cứu của một số phương pháp biến đổi chính.
- sửa đổi bề mặt chất liên kết silan
Chất liên kết silane là một chất xử lý bề mặt thường được sử dụng, giúp cải thiện tính chất liên kết giữa các sợi và vật liệu nền thông qua liên kết hóa học.
Phiên bản KH-550
Nghiên cứu cho thấy rằng việc xử lý sợi bazan bằng dung dịch chất liên kết silan KH-550 tạo ra các liên kết hóa học bền vững trên bề mặt sợi và cải thiện độ bám dính giữa sợi và nhựa đường. Nồng độ KH-550 thích hợp là 1,0% và thời gian xử lý là 30 phút. Sau khi xử lý, độ bám dính giữa sợi bazan và nhựa đường được cải thiện 1 cấp. Tỷ lệ hấp thụ dầu tăng 65,5%, giúp tăng cường đáng kể độ bám dính với nhựa đường.
KH-570 Sửa đổi
KH-570 biến tính các sợi bazan để làm nhám bề mặt và tăng số điểm hoạt tính trên bề mặt sợi. Trong vật liệu composite, khi tăng chiều dài sợi biến tính và lượng chất phụ gia, các tính chất cơ học của vật liệu composite được cải thiện đáng kể.
- Biến đổi chất hoạt động bề mặt
Điều chỉnh CTAC
Việc phủ vật lý các sợi bazan bằng chất hoạt động bề mặt cation cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) giúp cải thiện tính ưa nước và khả năng phân tán của các sợi trong nước. Phương pháp cải tiến này có tác động đáng kể đến độ bám dính của màng vi sinh vật: cường độ bám dính của vi sinh vật được tăng lên đáng kể. Việc tăng lượng vi sinh vật bám dính tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng trong xử lý nước thải.
- Biến đổi bằng phương pháp lắng đọng pha lỏng sắt hữu cơ
Việc cải tiến sợi bazan bằng phương pháp lắng đọng pha lỏng sắt hữu cơ có thể cải thiện khả năng bám dính sinh học của bề mặt sợi và tăng cường hơn nữa ứng dụng của nó trong lĩnh vực xử lý nước thải. Phương pháp cải tiến này có thể tạo ra một lớp phủ oxit sắt ổn định trên bề mặt sợi để cải thiện khả năng hấp phụ và phân hủy chất ô nhiễm.
- Điều chỉnh lớp phủ bằng nano-silica
Các hạt nano silica được phân tán đồng đều trong chất thấm hoặc dung dịch phân tán, và có thể được sử dụng để cải tiến lớp phủ sợi bazan: giữa sợi bazan và nhựa epoxy, các hạt nano silica đóng vai trò cầu nối, cải thiện đáng kể khả năng tương thích giao diện giữa hai chất. Sau khi cải tiến, độ nhám bề mặt của sợi bazan tăng lên, diện tích bề mặt riêng tăng lên, và các nhóm chức chứa oxy cũng tăng lên. Nghiên cứu cho thấy rằng với việc sử dụng chất mang sợi bazan được cải tiến bằng nano silica: lượng màng vi sinh vật thực tế trên mỗi gam sợi được gắn tăng 21,39%. Hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm được cải thiện đáng kể.
Kết luận và triển vọng
Hoạt tính bề mặt, tính chất liên kết giao diện và chức năng của sợi bazan đã được cải thiện đáng kể nhờ các phương pháp biến đổi bề mặt khác nhau. Trong số đó:
- Việc biến tính bằng chất liên kết silan phù hợp hơn để cải thiện độ bám dính của sợi bazan với vật liệu nền (ví dụ: xi măng, nhựa đường, nhựa epoxy, v.v.).
- Việc biến đổi bằng chất hoạt động bề mặt và biến đổi bằng lắng đọng sắt hữu cơ phù hợp hơn cho lĩnh vực bảo vệ môi trường, đặc biệt là ứng dụng chất mang vi sinh trong xử lý nước thải.
- Việc phủ lớp nano-silica để cải tiến tính chất cơ học và chức năng có nhiều triển vọng trong lĩnh vực này. Vật liệu tổng hợp và bảo vệ môi trường.
Các nghiên cứu trong tương lai có thể tối ưu hóa hơn nữa các thông số của quy trình biến đổi và khám phá hiệu ứng hiệp đồng của các phương pháp biến đổi khác nhau để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng khác nhau.
