Электрореологическая композиция

 

Изобретение относится к получению композиции, обладающей электрореологическими свойствами, которая может быть использована в конденсаторостроении, мембранной технологии для целей записи информации. Изобретение позволяет придать композиции пленкообразующие свойства, что расширяет область ее использования. Это. достигается тем, что композиция содержит, мас.%: наполнитель - порошкообразный оксид алюминия , никеля, хрома, кобальта, титана или марганца 10-40 и связующее - 2-8%-ныи раствор диацетата целлюлозы в диоксане 60-90. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4682947/05 (22) 24.04.89 (46) 07.06 91. Бюл. В 21 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР и Институт тепло- и массообмена АН БССР (/2) И.Н. Ермоленко, Т,Г. Лазарева, Е.В. Коробко и И.ч. Алимов (53) 667.62 1.66(088.8) (56) Электрореологический эффект./Под ред, А.В. Лыкова, Монография. Наука и техника, 1972. (54) ЭЛЕKTPOPЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к получению композиции, обладающей электрореологическими свойствами, которая может быть использована в конденсаторостроении, мембранной технологии, для целей записи информации.

Целью изобретения является придание композиции пленкообразующих свойств, что расширяет область ее и пользования.

Пример 1 (сравнительный), Композицию, полученную смешением наполнителя — порошка оксида титана и

8Х-ного раствора диацетата целлюлозы в диоксане при соотношении компонентрв, мас.Х; оксид титана 57.; 8X-ный раствор диацетата целлюлозы 95, испытывают на электрочувствительность.

Для этого 70 мп композиции заливают во внешний цилиндр ротационного вискозиметра, подсоединяют его к внутреннему цилиндру с помощью специаль„„80„„165Я12 А1 (51)S С 08 L 1/12//С 09 К 3/00

2 (57) Изобретение относится к получению композиции, обладающей электрор еологическими свойствами, которая может быть использована в конденсаторостроении, мембранной технологии для целей записи информации. Изобретение позволяет придать композиции пленкообразующие свойства, что расширяет область ее использования. Это. достигается тем, что композиция содержит, мас.Х: наполнитель — порошкообразный оксид алюминия, никеля, хрома, кобальта, титана или марганца 10-40 и связующее

2-87-ный раствор диацетата целлюлозы в диоксане 60-90. 4 табл. ной резьбы и подключают постоянное С электрическое поле напряженностью

2,5 кВ/мм. Измерение осуществляют при скорости сдвига, т ° е. скорости вращения внутреннего цилиндра 5,4 с

Для характеристики электрочувствительности оценивают величину динами2 2 сл ческой вязкости = — — 100, где — р ï динамическая вязкость ь — касатель2. ное напряжение, см; — градиент нап- уезда ряжения на срез, с ; =2К, где Otконстанта цилиндра (Дн/см 1/дел. шкалы), ф. — значение, отсчитанное от шкалы индикаторного прибора (деления шка ь л i).

W 5 где R u r - радиусы внешнего и внутреннего цилиндра измерительной ячейки, соответственно, см;

W — скорость вращения (скорость сдви1654312 га) внутреннего цилиндра измерительной ячейки, с

Эле трочувствительность оценивают по величине электрореологического эф5 фекта, т.е. изменения реологических свойств в электрическом поле, и опре- деляют величину Ь $ /g, где Д f (g — вязкость среды при наложении электрического поля; — без наложения электрического поля).

Пример ы 2 — b. Композиции, состоящие из наполнителя — порошка оксида титана и 8Х-ного раствора диацетата целлюлозы в диоксане при со- 15 отношении компонентов, мас.7: оксид титана 10 или 20, или 30, или 40, или 50, 8Х-ный раствор диацетата целлюлозы 90 или 80, или 70, или 60, или

50, соответственно, испытывают на zp электрочувствительность, как в примере 1.

В табл. 1 представлены данные, характеризующие электрочувствительность композиции, по величине электрореоло- 25 гического эффекта.

Пример ы 7 — 11. Композиции, состоящие из наполнителя — порошка оксида титана в 2,4,8, 10 или 12Х-ных растворов диацетата целлюлозы при 30 соотношении компонентов, мас.7: оксид титана 40,2 ыли 4, или 8 или 10, или

12Х-ный раствор диацетата целлюлозы

60, испытывают как в примере 1 при скоростях сдвига 13,5; 24,3; 48,6, 72.9 с и напряженности постоянного электрического поля 2,0 кВ/мм.

В табл. 2 представлены данные, характеризующие влияние концентрации. раствора диацетата целлюлозы на элект-40 рочувствительность композиции, оцениваемую по величине электрореологическаго эффекта.

Как следует из табл. 1 и 2, оптимальной по электрочувствительности яв-45 ляется концентрация оксида титана 10

40 мас.Х. Уменьшение концентрации оксида титана (менее 10 мас.7) сущест-, венно уменьшает электрочувствительность, увеличение концентрации (более

40 мас,Х) нецелесообразно, так как электрочувствительность не повышается, Оптимальная концентрация диацетата целлюлозы находится в интервале кон центраций 2 . — 8 мас.7.. Увеличение кон,центрации (более 8 мас.Х) приводит к

1 меньшению электрочувствительности, оцениваемой по величине электрореологического эффекта, уменьшение (менее

2 мас.Х) не позволяет полимеру проявлять пленкообразующие свойства, в результате чего теряется положительный эффект композиции — возможность получения на ее основе пленочных материалов.

11 р и м е р 12. Композиции, состоящие из наполнителя — порошков оксидов марганца, алюминия, хромы, кобальта, никеля и 5Х-ного раствора диацетата целлюлозы при соотношении компонентов, мас.Х: оксиды марганца, алюминия, хрома, кобальта, никеля 40;

5Х-ный раствор диацетата целлюлозы

60; испытывают как в примере 1, при скорости сдвига 5,4 с 1 и наложения переменного электрического поля напряженностью 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 3,5;

4,8 KB/ìì.

В табл, 3 представлены данные, отражающие электрореологический эффект и его изменение в зависимости от напряженности электрического поля.

Как следует из табл. 3, все перечисленные оксиды металлов обладают электрочувствительностью.

Пример 13, Из композиции, состоящей из наполнителя — порошка оксида титана и 4Х-ного раствора диацетата целлюлозы в диоксане при соотношении компонентов, мас,7: оксид титана 1О; 47-ный раствор диацетата целлюлозы 90, получают пленочный материал. Для этого 3 мл композиции выливают на обезжиренную поверхность (стекло), заключенную между двумя металлическими электродами, прикладывают постоянное электрическое поле напряженностью 0; 0,5; 1,0; 2,5 кВ/мм до осушки композиции, испарения диоксана и получения пленочного материала. 1!ленку снимают со стеклянной подложки и измеряют оптическую плотность полученных материалов с помощью оптического фотометра ФМЫ-56М, она составляет 0,5; 1,0; 1,5; 1,8. Таким образом, наложение постоянного электрического поля в процессе формования пленки из электрочувствительной композиции на основе диацетата целлюлозы позволяет получать материалы с заранее заданными и управляемыми электрическим полем оптическими свойствами .

Использование для отливки пленок в электрическом поле суспензий перечисленных оксидов позволяет получать

1654312 по величине электрореологического эффекта. Это позволяет управлять пленкообразующими свойствами композиции с помощью электрического поля и получать материалы с управляемыми свойствами, в частности оптическими . пленочные материалы на основе диацетата целлюлоэы с управляемой полями оптической плотностью белого (TiOz, AlgO)), зеленого (СггОу), розового (CoO, MnO) черного цветов (Iliz03).

Пример 14, Композицию, состоящую из диацетата целлюлозы и диоксана при соотношении компонентов, мас.%: диацетат целлюлозы 5; диоксан 95, испить(вают по примеру 1 при скорости сдвига 5,4 с н напряженности леременного электрического поля частотой

50 ГцО; 05; f O; 20; ЗО;

3,5 кВ/мм. 15

В табл. 4 представлены реологические свойства исследуемого состава.

Как следует иэ сравнения табл. 1-3 и 4, введение в композицию на основе диацетата целлюлозы оксидов алюминия

У хрома, никеля, кобальта, титана, марганца концентрацией 10 — 40 мас.7 приводит к проявлению композиции электрочувствительности, оцениваемой формула изобретения

Электрореологическая композиция, включающая жидкое связующее и порошкообразный оксид металла в качестве наполнителя, о тл ич ающая с я тем, что, с целью придания композиции пленкообразующих свойств, в качестве жидкого связующего она содержит

2-87-ный раствор диацетата целлюлозы в диоксане, а в качестве оксида металла — оксид алюминия, никеля, хрома, кобальта, титана или марганца при следующем соотношении компонентов, мас,7.: указанный оксид металла 10-40, указанное связующее 60-90.

Т а блица 1

Концентрация, Ti02 мас.Х

20

40

0,6

t) /$, lla c

0,05

0,3

0,6

0,8

0,8

Таблица 2

10, 11a c (»P»

10 Па c (цри к - о) Ь 2 10, Па ° с ЬТ /g Cxopocrs > (ЬТ-(, -2) сдвига с

Орииер Конце»трация ацетата целле>лоэы, мас.г

681

277

157

126

819

674

1226

1336

2452 2043

9111

8197

7112

64 19

Z0533

1902а

16111

1О

2

2

4

8

8

8 о о

1О о

1г

12

12 ! г

68

8!

92

476

529

523

2452 .3065

3576

8ООО

753О

6172

19333

18ZZZ

16098

15555

613

Z0Z

76

34

704

151

1226

1729

613

1533

1111

667

432

247

1гоо

8ОО

642

556

9,0

2,7

0,9

0,4

1,5

0,6

О,3

0,5

0,6 о,z

0,4

О,1

0,09

0,06

0,04

0 05

О,04

0,04

О, Оз!

3,5

24,3

48,6

72,9

13,3

24,8

48,6

13,5

24,6

48,6

72,9

13,5

24,3

48>6

72,9

9,0

13,5

1654312

Таблица 2

Порощкообраэный наполнитепь

1,0 2,0 3,0

Оь3 Оэ5

1,5 2,0

0,05 0,3

2,0

2,2

2 2

Пробой и

2,2

6,0

6,0 н

2,0

4,0

6,0

2,0

5,0

10,0

12,0

12,0

1,0 4,0

8,0

10,0

10,0

Е, кВ/мм 0 0,5 1,0 2,0 3,0 3,5

Па с

1,0

Редактор Н. Гунько

Заказ 1929 Тираж 326 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

-113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101

Оксид марганца

Оксид алюминия

Оксид хрома

Оксид кобальта

Окснд никеля

Изменение вязкости в поле hg/g, при Е, кВ/мм

0,5 i3,5 4,0

Таблица 4

1 j т X 1

1О 10 10 10 10

Составитель О. Роначевская

Техред М.Иоргентал Корректор И. Эрдейн