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    玄武巖纖維

    2016-01-11

    玄武巖纖維,是玄武巖石料在1450℃~1500℃熔融后,通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維。類似于玻璃纖維,其性能介于高強度S玻璃纖維和無堿E玻璃纖維之間,純天然玄武巖纖維的顏色一般為褐色,有些似金色。玄武巖纖維是一種新出現的新型無機環保綠色高性能纖維材料,它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成的玄武巖石料在高溫熔融后,通過漏板快速拉制而成的。玄武巖連續纖維不僅穩定性好,而且還具有電絕緣性、抗腐蝕、抗燃燒、耐高溫等多種優異性能。此外,玄武巖纖維的生產工藝產生的廢棄物少,對環境污染小,產品廢棄后可直接轉入生態環境中,無任何危害,因而是一種名副其實的綠色、環保材料。我國已把玄武巖纖維列為我國重點發展的四大纖維(玄武巖纖維、碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維)之一,在我國基本上實現了工業化生產。玄武巖連續纖維已在纖維增強復合材料、摩擦材料、造船材料、隔熱材料、汽車行業、高溫過濾織物以及防護領域等多個方面得到了廣泛的應用。

     

    材質特點

    玄武巖纖維表面較光滑,表面能較低,經過表面改性后,其表面增加納米SiO2粒子,有效地提高纖維表面粗糙度,增加了微生物與載體間的有效接觸面積;改性后表面有陽離子的存在,載體表面電位升高,載體表面帶正電荷,利用靜電吸力促進微生物固定,有利于微生物固定化;改性后表面的活性官能團,增加了載體的表面能,所含有羥基、羰基或羧基等,對微生物在載體表面粘附生長有積極的作用。通過玄武巖纖維載體表面改性,使其具有良好的親水性和微生物負載性能,使之能夠負載更多的生物量,且長時間保持較高的微生物活性,從而實現更有效通過生物膜法降解水體中污染物。

     

    技術應用

    纖維表面改性技術主要有表面氧化改性技術、化學鍍/電鍍表面改性技術、等離子體改性技術和涂層改性技術等,其中涂層改性技術應用最為廣泛,主要目的為提高其力學能和對環境抗老化性能,以及與其他材料復合性能。應淑妮[7]在玄武巖纖維(BF)增強聚丙烯(PP)復合材料體系中,引入了聚苯乙烯(PS)與聚丙烯酸羥乙酯(PHEA)的嵌段共聚物大分子偶聯劑(PS-b-PHEA),以改善復合材料的界面性能。G.J. Wang[8]利用低溫等離子體技術改性玄武巖纖維,提高表面化學穩定性和粗糙度,引入表面活性基團,有利于提高其粘附性能。Denni Kurniawan[9]采用輝光等離子體聚合玄武巖纖維/聚乳酸復合材料,材料力學性能強度和模量分別提高45%和18%。

      將玄武巖纖維作為水質凈化用載體材料為新的研究方向,基于微生物載體固定化理論的指導下,發揮環保新型材料玄武巖纖維的優勢和環境友好特性,應用纖維材料表面改性的方法,提高載體表面能、生物親和性,創制新型環境友好型生物載體,通過應用研究,評價玄武巖纖維載體的性能,是拓展玄武巖纖維材料應用領域的新方向。玄武巖纖維作為水質凈化用載體材料還是空白領域,玄武巖纖維已經具備了作為微生物載體的一般性能,但是為了更好提高其表面微生物附著性能,需要對其表面進行改性處理,是將玄武巖纖維類載體得以廣泛應用所要亟待解決的問題。

     玄武巖纖維在功能服裝領域的應用:玄武巖纖維布具有高強度、永久阻燃性、短期耐溫在1000℃以上,可長期在760℃溫度環境下使用,是頂替石棉、玻璃纖維布的理想材料。按玄武纖維布的斷裂強度高、耐溫高、具有永久阻燃性。是Nomex(芳綸1313)、Kevlar(芳綸1414)、Zylon(PBO纖維)、碳纖維等高性能纖維和先進纖維的低價替代品。將玄武纖維布經化學印染整理可以染色和印花。經功能性整理,例如有機氟整理可做成防油據水永久阻燃布。玄武纖維布可制造的服裝有:消防員滅火防護服,隔熱服,避火服,爐前工防護服,電焊工作服,軍用裝甲車輛乘員阻燃服。


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