Способ получения композиционного материала

 

Использование изобретения: получение диамагнитных композиционных материалов . Сущность изобретения: в полимеризационном реакторе обрабатывают жидким пропиленом при температуре окружающей среды наполнитель формулы ШааСизО, удаляют пропилен перемораживанием, полностью заполняют реактор новой порцией пропилена и осуществляют полимеризацию пропилена з массе в присутствии каталитической системы, состоящей из тетрахлорида титана и триэтилалюминия, при молярном соотношении компонентов каталитической системы от 1:5 до 1:20 соответственно.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 4752047/05 (22) 23.10.89 (46) 30,10.92. Бюл. 40 (71) Институт химической физики им, Н. Н, Семенова (72} Ф. С. Дьячковский, А, Н, Клямкина, Н, М.

Галашина и А, Д. Соснин (56) Н, Н. Барашков "Полимерные композиты: получение, свойства, применение", M,:

Наука, 1984, с. 15.

Авторское свидетельство СССР

М 12 0761, кл. С 08 F 292/00, 1986, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИцИОННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к полимерной химии, а именно к диамагнитным композиционным полимерным материалам,и может быть использовано при изготовлении диамагнитных экранов, корпусов и других изделий сложной формы в машиностроении.

В настоящее время наилучшими диамагнитными свойствами обладают высокотемпературные сверхпроводящие материалы, например известный керамический материал IBazCuzOz, проявляющий диамагнитные свойства при переходе в сверхпроводящее состояние при температуре 92 К. Однако такой материал обладает плохими физико-механическими свойствами (низкая ударная прочность, пластичность и т.д,). Кроме того, известный керамический материал трудно перерабатывается в изделия сложной формы (1), Наиболее близким к зая вляемому решению является способ получения композици,. ЫЛ„„1772109 А1 (s»s С 08 F292/00 С 08 F 110/06 (57) Использование изобретения; получение диамагнитных композиционных материалов. Сущность изобретения: в полимеризационном реакторе обрабатывают жидким пропиленом при температуре окружающей среды наполнитель формулы !Ва2СозОт, удаляют пропилен перемораживанием, полностью заполняют реактор новой порцией пропилена и осуществляют полимеризацию пропилена в массе в присутствии каталитической системы, состоящей из тетрахлорида титана и тризтилалюминия, при молярном соотношении компонентов каталитической системы от 1:5 до 1:20 соответственно. онного материала на основе графита и полипропилена (2). Материал получают полимеризацией пропилена на поверхности наполнителя в массе мономера в присутствии каталитической системы, состоящей из тетрахлорида титана и алюминийорганического соединения, Графит предварительно прогревают в вакууме при температуре

200 С в течение 1-3 часов.

Наличие графита в композиционном материале (2) обеспечивает его электропроводность. Однако исходные диамагнитные свойства графита в известном композиционном материале (2) не проявляются (см. контрольный пример N 7). Способ получения композиционного материала (2) включает стадию сушки наполнителя в вакуме в течении 1-3 часов. Известно. что такая об работка высокотемпературной сверхпроводящей керамики !Ва2СизОТ приводит к деградации ее сверхпроводящих свойств и, 1772109 как следствие, к потере диамагнитных свойств в композите.

Цель изобретения — придание диамагнитных свойств материалу. Цель достигается тем, что композиционный материал получают путем подготовки нэполнителя и последующей полимеризации пропилена на поверхности наполнителя в массе мономера в присутствии тетрахлорида титана и от 1:5 до 1:20 соответственно, в качестве наполнителя используют высокотемпературный сверхпроводящий-материал формул ы BazCug07 и его подготовку осуществляют обработкой в полимеризационном реакторе жидким мономером при температуре окружающей среды с последующим удалением мономера переморэживанием и полным заполнением реактора новой порцией мономерэ, Предлагаемый способ получения осу20 ществляют следующим образом. В реактор полимеризации загружают порошок ВТСП керамики и обрабатывают его мономером (жидким или газообразным). После чего мо25 номер удаляют, а затем вводят его новую порцию, термостатируют до заданной температуры, пода от алюминийорганическое

30 соединение и соединение переходного металла. Полимеризацию проводя в газовой фазе или в массе мономерэ при температуре 70 С, В результате полимэризации получают порошок, сс ; 1ящий из частиц ВТСП материала, локрытых полимернь1х полимер- 35

НОЙ Оболочкой, Толщину покрытия, T.B, состав материала регул руют количасгвом катализатора, концентрацией мономера, э также температурой и временем полимериМ0 зации, Полученный порошок стмывэ от от остатков катализатора в спирте и сушат.

Для получения образцов порошок прессуют (например,в виде пленки или таблеток) при давлении 100 атм. и темперэтусе 190 С, Определение диэмагнитных свойств (эффекта Мейснерэ) полученных материалов осуществляют по известной методик;, включающей изменение Э,ЦС, наведенной в образцах из полученного материала в переменном магнитном поле.

Получение композиционного материала,содержэщэ.а частицы высокотемпературного св:зрхпроводника иным способом (путем механического смешения с полимером) приводи- к неравномерному распределению наполнителя в полимерной матрице при высоком содержании нэпол. ителя и, как следствие этого, к неоднородности по диамэгнитным свойствам в материале. триэтилалюминия, при мольном соотноше- . 10 нии компонентов каталитической системы

Таким образом, преимущества предлагаемого композиционного материала определяются сочетанием его диамагнитных и улучшенных физико-механических свойств.

Исключение стадии вакуумирования при сушке снижает энергозатраты способа получения композиционного материала и позволяет сохранить диамагнитные свойства керамики в композите, Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е. р 1, Порошок керамики !

Ва СО О помещают s токе пропилена в металлический реактор емкостью 200 мл с мешалкой пропеллерного типа. Реактор заполняют на 1/3 жидким пропиленом и перемешивают 30 грамм порошка керамики в мономере в течении 1-2 мин при комнатной температуре, после чего пропилен удаляют из реактора перемораживанием в емкость.

Затем реактор полностью заполняют новой порцией пропилена. Температуру реактора. доводят до 70 С и термостатируют при перемешивании, В реактор подают 0,15 г (CzHs)3Al и 0,035 г Т!С!а Полимеризацию проводят при давлении мономера 40 атм.

Через 10 мин полимеризацию прекращают.

Материал отмывают от остатков катализатора этиловым спиртом, отжимают и сушат.

Полученный продукт представляет собой порошок, в котором частицы керамики по- . крыты полипропиленом. Выход полипропилена. закрепленного на поверхности керамики составляет 2,94 r, что соответствует следующему соотношению компонентов:

Полипропилен — 8,9;4 мас., керэмика—

91,1 $ мас. (толщина полимерного покрытия — С. 2 мкм). Полученный материал прессуют в таблетку. Диамагнитное выталкивание на переменном магнитном поле находится на уровне 8;ь в полях до 100 Э.

Пример 2, Процесс ведут в условиях примера 1, с использованием 40 г керамики, 0,19 r (С Н5)эА! и.0,021 r Т!С!4, Время полимеризэции 7 мин. Выход полипропилена—

2 r. Концентрация (массовая доля) полипропилена — 4,87ь. Толщина полимерной оболочки — 0,07 мкм. Диамагнитное выталкивание — 11 .

Пример 3. Процесс ведут в условиях примера 1 с использованием 20 г керамики, 0,22 г (СзНв)зА! и 0,04 гр. Т!С!4. Время полимеризации 16 мин. Выход полипропилена — 6,7 r. Концентрация полипропилена — 257 (толщина полимерной оболочки — 0,2 мкм).

Диэмэгнитное выталкивание — 2 Оф, Пример 4. Проце.:с ведут в условиях примера 1 с использованием 30 r керамики, 1772109

Составитель Н.Котельникова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор А.Козориз

Редактор Т.Иванова

Заказ 3812 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

0,36 г(С2НБ)зА! и 0,03 г Т!О4. Время полимеризации — Б мин. Выход полипропилена—

0,64 г. Концентрация полипропилена — 27ь (толщина полимерной оболочки — 0,05 мкм).

Диамагнитное выталкивание — 19Я,.

Пример 5. (контрольный}. (По известному способу), Керамику подвергают сушке в вакууме при температуре 200 С в течение

1 ч, Затем в токе инертного газа 30 г порошка керамики переносят в реактор(предварительно вакуумированный и продутый инертным газом). После вакуумирования в реактор подают необходимое количество мономера. Устанавливают температуру

70 С, Подают 0.15 г (СгНь)зА! и 0,035 г TiClp.

Полимеризацию ведут при давлении мономера 40 атм. Через 8 минут полимеризацию прекращают. Далее продукт отмывают от остатков катализатора зтиловым спиртом, отжимают и сушат, Полученный материал представляет собой порошок, в котором частицы керамики покрыты полипропиленом.

Выход полипропилена — 2,94 гр. Концентрация полипропилена — 8,9Д (толщина полимерной оболочки — 0,15 мкм). Диамагнитного выталкивания нет.

Формула изобретения

5 Способ получения композиционного материала путем подготовки наполнителя и последующей полимеризации пропилена на поверхности наполнителя в массе мономера в присутствии каталитической системы, 10 состоящей из тетрахлорида титана и триэтилалюминия, при малярном соотношении компонентов каталитической системы от 1:5 до 1:20 соответственно, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью придания материала

15 диамагнитных свойств, в качестве наполнителя используют высокотемпературный сверхпроводящий материал формулы !

Ва СщОт u его подготовку осуществляют обработкой в полимеризационном реакторе

20 жидким мономером при температуре окружающей среды с последующим удалением мономера перемораживанием и полным заполнение . озактора новой порцией мономера.