Tổng quan về các nghiên cứu biến đổi bề mặt của sợi bazan
Là vật liệu sợi vô cơ hiệu suất cao, sợi bazan có đặc tính cơ học tuyệt vời, Hóa chất Khả năng chịu nhiệt và độ ổn định nhiệt độ cao đã dẫn đến nhiều ứng dụng trong kỹ thuật xây dựng, vật liệu composite và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, sợi bazan có bề mặt nhẵn và thiếu các nhóm chức năng hoạt động, dẫn đến tính chất liên kết giao diện với vật liệu nền kém. Do đó, việc biến tính bề mặt sợi bazan có thể cải thiện đáng kể tính chất liên kết giao diện của chúng và nâng cao ứng dụng trong lĩnh vực composite và bảo vệ môi trường. Sau đây là tiến độ nghiên cứu của một số phương pháp biến tính chính.
- Biến đổi bề mặt chất kết dính silane
Chất kết dính silane là chất xử lý bề mặt thường được sử dụng để cải thiện tính chất liên kết giao diện giữa sợi và vật liệu nền thông qua liên kết hóa học.
Sửa đổi KH-550
Nghiên cứu cho thấy việc xử lý sợi bazan bằng dung dịch silan KH-550 tạo ra liên kết hóa học ổn định trên bề mặt sợi, cải thiện liên kết giao diện giữa sợi và nhựa đường. Nồng độ KH-550 hợp lý là 1,0%, thời gian xử lý là 30 phút. Sau khi biến tính, độ bám dính giữa sợi bazan và nhựa đường được cải thiện 1 bậc. 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 sợi bazan để làm nhám bề mặt và tăng cường các điểm hoạt động trên bề mặt sợi. Trong vật liệu composite, khi chiều dài sợi biến tính tăng lên và lượng phụ gia bổ sung tăng lên, các tính chất cơ học của vật liệu composite được cải thiện đáng kể.
- Sửa đổi chất hoạt động bề mặt
Sửa đổi CTAC
Việc phủ vật lý sợi bazan bằng chất hoạt động bề mặt cation cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) giúp cải thiện tính ưa nước và khả năng phân tán của sợi trong nước. Phương pháp biến tính 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 giúp ứng dụng trong xử lý nước thải dễ dàng hơn.
- Sửa đổi lắng đọng pha lỏng sắt hữu cơ
Việc biến tính 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 nâng cao hơn nữa ứng dụng của nó trong lĩnh vực xử lý nước thải. Phương pháp biến tính này có thể tạo thành lớp phủ oxit sắt ổn định trên bề mặt sợi, cải thiện khả năng hấp phụ và phân hủy chất ô nhiễm.
- Sửa đổi lớp phủ bằng nano-silica
Các hạt nanosilica được phân tán đồng đều trong chất thấm hoặc chất phân tán, và có thể được biến tính bằng lớp phủ sợi bazan: giữa sợi bazan và nhựa epoxy, các hạt nanosilica đóng vai trò cầu nối, cải thiện đáng kể khả năng tương thích giao diện giữa hai lớp. Sau khi biến tính, 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 khi sử dụng chất mang sợi bazan biến tính bằng nanosilica: 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 động bề mặt, tính chất liên kết giao diện và chức năng của sợi bazan đã được cải thiện đáng kể bằng các phương pháp biến tính bề mặt khác nhau. Trong số đó:
- Việc biến tính chất kết dính silane 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.).
- Biến tính chất hoạt động bề mặt và biến tính lắng đọng sắt hữu cơ phù hợp hơn cho lĩnh vực bảo vệ môi trường, đặc biệt là ứng dụng làm chất mang vi sinh trong xử lý nước thải.
- Việc sửa đổi lớp phủ nano-silica, với những ưu điểm là cải thiện các tính chất cơ học và chức năng, có nhiều triển vọng trong lĩnh vực Vật liệu tổng hợp và bảo vệ môi trường.
Nghiên cứu trong tương lai có thể tối ưu hóa hơn nữa các thông số của quá trình sửa đổi và khám phá hiệu ứng hiệp đồng của các phương pháp sửa đổi khác nhau để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng khác nhau.
