玄武巖纖維表面較光滑,表面能較低,經(jīng)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(xiàn)更有效通過生物膜法降解水體中污染物。
纖維表面改性技術(shù)主要有表面氧化改性技術(shù)、化學(xué)鍍/電鍍表面改性技術(shù)、等離子體改性技術(shù)和涂層改性技術(shù)等,其中涂層改性技術(shù)應(yīng)用最為廣泛,主要目的為提高其力學(xué)能和對環(huán)境抗老化性能,以及與其他材料復(fù)合性能。在玄武巖纖維(BF)增強聚丙烯(PP)復(fù)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(lián)劑(PS-b-PHEA),以改善復(fù)合材料的界面性能。G.J. Wang[8]利用低溫等離子體技術(shù)改性玄武巖纖維,提高表面化學(xué)穩(wěn)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(fù)合材料,材料力學(xué)性能強度和模量分別提高45%和18%。
將玄武巖纖維作為水質(zhì)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(dǎo) 下,發(fā)揮環(huán)保新型材料玄武巖纖維的優(yōu)勢和環(huán)境友好特性,應(yīng)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(chuàng)制新型環(huán)境友好型生物載體,通過應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)域的新方向。玄武巖纖維作為水質(zhì)凈化用載體材料還是空白領(lǐng)域,玄武巖纖維已經(jīng)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(yīng)用所要亟待解決的問題。
玄武巖纖維在功能服裝領(lǐng)域的應(yīng)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(huán)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(jīng)化學(xué)印染整理可以染色和印花。經(jīng)功能性整理,例如有機氟整理可做成防油據(jù)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。
玄武巖纖維及其復(fù)合材料可以較好地滿足國防建設(shè)、交通運輸、建筑、石油化工、環(huán)保、電子、航空、航天等領(lǐng)域結(jié)構(gòu)材料的需求,對國防建設(shè)、重大工程和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級具有重要的推動作用。它既是21世紀符合生態(tài)環(huán)境要求的綠色材料,又是一個在世界高技術(shù)纖維行業(yè)中可持續(xù)發(fā)展的有競爭力的新材料產(chǎn)業(yè)。尤其是我國已經(jīng)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的玄武巖纖維制造技術(shù)及工藝,并且以"后來居上"的后發(fā)展優(yōu)勢達到了國際領(lǐng)先水平,因此,大力發(fā)展玄武巖纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)無疑具有重要的意義。