連續玄武巖纖維如何進行改性？
發布時間：
2021-04-06
作者：
來源：
玄武巖纖維之家
連續玄武巖纖維是在1450℃～1500℃條件下，由熔融后的天然的玄武巖高速拉制而成，具有良好的力學性能、熱學性能，同時因價格便宜、環保無污染而被廣泛應用。
但玄武巖纖維密度大、較碎，化學成分主要為無機官能團，導致纖維表面呈現化學惰性，又因連續玄武巖纖維表面十分光滑，與樹脂等基體的粘結性差，上漿困難，服用性差，限制了連續玄武巖纖維的直接使用。因此，需對其進行改性，增加表面活性基團，增大與其他基體的粘附力，拓寬使用范圍，發揮連續玄武巖纖維的優勢。
纖維的等離子體改性技術是用途比較廣泛、研究相對成熟的技術，能通過等離子體作用于纖維表面，進而產生刻蝕，形成凹坑等，使得纖維表面變粗糙，改善纖維表面的光潔性、毛細效果，同時可通過控制處理條件，基本不對纖維強力造成損傷。玄武巖連續纖維的等離子體改性因此受到關注。
孫愛貴在放電壓強20Pa條件下，使用不同放電功率的低溫冷等離子體處理玄武巖連續纖維表面，發現隨著放電功率增大，表面形態刻蝕程度增加，小凸起增多，摩擦因數增大，纖維斷裂強度下降，吸濕性改善，浸潤性提高。
連續玄武巖纖維的第二類較好的改性方式為偶聯劑改性，通過玄武巖纖維表面的化學基團與偶聯劑的一端發生反應，而另一端與高分子聚合物發生物理纏繞或是化學反應，可加強樹脂基體與玄武巖連續纖維間的粘附力。偶聯劑主要有KH550、KH560及與其他化學物質的復配體系。
靳雯雯使用不同濃度的KH550偶聯劑對玄武巖機織物表面進行改性，改性后有顆粒附著在纖維表面，且濃度越高，顆粒越多，纖維表面膜越厚，纖維體積分數略有增加，表明織物纖維表面與偶聯劑發生反應，生成極性氫鍵，纖維間相互黏連，抱合力增強，纖維與樹脂間更加緊密，界面兼容性提高，同時，改性后的復合材料隔聲性能提高。
連續玄武巖纖維的涂層改性主要是使用改性劑對纖維表面進行涂層或涂覆整理，改善纖維表面的光滑度、化學惰性等，包括使用上漿工藝的涂層改性。
徐吉成等人使用十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基氯化銨和吐溫－80三種表面活性劑，分別對連續玄武巖纖維表面進行物理涂層改性。改性后的玄武巖纖維接觸角降低，親水性改善，易在水中分散，掛膜率提高，微生物附著量增加，附著強度增大。其中十六烷基三甲基氯化銨改性效果最好，改性后纖維掛膜率最高。
酸堿刻蝕法是指使用酸或堿處理連續玄武巖纖維，纖維本體結構中的網絡改變體（或形成體）溶出，纖維表層被刻蝕，形成凹槽、凸起等，同時引入羥基等基團，從而改變纖維表面的粗糙度、光潔度等。
解玉潔等人對連續玄武巖纖維使用酸堿刻蝕法進行改性處理，改性后的纖維表面出現凹坑或片狀突起物，表面粗糙度增加，堿處理粗糙度更大，纖維比表面積增大，對生物載體無毒性，微生物固定量增加，生物親和力提高，對微生物載體處理污水和廢水有較高效能。
浸潤劑改性即在生產連續玄武巖纖維的拉絲浸潤過程，改善浸潤劑，使得玄武巖纖維在浸潤拉絲過程即得到改性，生產出改性后的連續玄武巖纖維。
Zahra Talebi等人對連續玄武巖纖維使用溶膠－凝膠法和常壓干燥法改性，發現粗糙度提高2倍、密度降低42%、吸聲系數提高25%。
龔光耀分別使用硅藻土和硅炭黑，并配合硅烷偶聯劑處理玄武巖纖維，改性后，連續玄武巖纖維表面粗糙度增大，浸潤性提高，拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度提高，有利于改善于樹脂的相容性、結合性。
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