Способ получения тканого активированного углеродного волокнистого материала и тканый активированный углеродный волокнистый материал

 

Использование: в различных областях народного хозяйства в качестве материалов , обладающих адсорбционными свойствами , в частности, в медицине, Сущность изобретения: углеродный материал на основе , гидратцеллюлозного волокна с электросопротивлением 100-Ю7 Ом/м активизируют водяным паром в смеси с газообразными продуктами активации сначала при повышении температуры от 20 до 850°С и 850-930°С, затем при снижении от 930 до 900°С и от 900 до 20°С. Соотношение скоростей нагрева и охлаждения при этом составляет соответственно (35-39):(1-2):(0,5-1):

(5I)5 0 01 F 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

О

О

Ю

Г) Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5023785/05 (22) 22.01,92 (46) 07.09.93. Бюл. ¹ 33 — 36 (72) Казаков М,Е., Трушников А.М., Гридина

Ю.Ф.. Борисова Л.К., Литвинская В.В., Марков Н,C., Полховский М.В„Гриневич П.Н, (73) Казаков М.Е. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТКАНОГО АКТИВИРОВАННОГО УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНИСТОО ГО МАТЕ РИАЛА И ТКАНЫЙ

АКТИВИРОВАННЫЙ УГЛЕРОДНЫЙ ВОЛОКНИСТЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Использование: в различных областях народного хозяйства в качестве материалов, обладающих адсорбционными свойствами, в частности, в медицине, Сущность

Изобретение относится к технологии получения углеродных волокнистых материалов на основе гидратцеллюлозных волокон (ГЦВ), обладающих высокими адсорбционными свойствами.

Известны различные способы получения активированных волокнистых материалов (АУВ) с широким диапазоном адсорбционных характеристик, которые применяются в различных областях народного хозяйства.

Известен способ получения активированного углеродного волокна путем термообработки ГЦВ, полиакрилонитрильного (ПАН) волокна или пекового волокна при

200 — 400 С с последующей карбонизацией в инертной среде при 700 — 1100 С и активацией в атмосфере водяного пара, COz, 02 или содержащей их активирующей среде.

Полученные АУВ обладают повышенными изобретения; углеродный материал на основе, гидратцеллюлозного волокна с электросопротивлением 100-10 Ом/м активизируют водяным паром в смеси с газообразными продуктами активации сначала при повышении температуры от 20 до 850 С и

850-930"С, затем при снижении от 930 до

900 С и от 900 до 20 С. Соотношение скоростей нагрева и охлаждения при этом составляет соответственно (35 — 39):(1 — 2):(0,5 — 1): (31-35). Материал характеризуется адсорбционной активностью по метиленовому голубому до 400 мг/г. Нити по основе и утку имеют линейную плотность 25-75 текс„ электросопротивление 3,4 — 25.3 Ом/м . Шаг

2 по основе и утку равен от 0.3 0,3 до 5х5 мм.

2 с.п.ф-лы, 2 табл. адсорбционными свойствами при очистке воздуха.

Для улучшения физико-механических характеристик УВ исходные ГЦ-волокна пропитывают водным раствором хлористого цинка (10-40%), после чего карбонизуют и активируют.

Известен способ получения углеродного материала, в котором исходное ГЦ-волокно обрабатывают кислотой Льюиса и карбонизуют в инертной среде при 700 С, Затем повышают температуру и активируют при 870 — 1000 С в течение 30 — 45 мин в ат- мосфере активирующего газа.

Известен также способ получения активированного углеродного волокна карбонизацией органического волокна, пропитанного антипиреном, в атмосфере, содержащей 10-70% в8о0!д!!я!нHоotго o п а р а, 02 или МНз. Полученные АУВ используют для

2000360 изготовления нетканых или бумагоподобных листов с высокой хемо- и теплостойкостью, электропроводностью и адсорбционной способностью, Наиболее близким техническим решением является способ, согласно которому активации подвергают углеродную ткань с линейным электрическим сопротивлением

10-50 Ом/м в две стадии. при 830 — 890 С до обгара 14-20;ь и при снижении температуры со скоростью 1-2 град/мин до 700 — 760 С водяным паром в смеси с газообразующим продуктами активации. Данный способ позволяет повысить адсорбционную активность по отношению к органическим красителям, прочность при разрыве и устойчивость к термоокислению.

Однако полученный углеродный активированный тканый адсорбент обладает неравномерными электрофизическими

Свойствами, коэффициентом вариации по элекросопротивлению 357. Это связано, по-видимому. прежде всего с тем, что процессы карбонизации и активации проводятся периодическим способом.

Целью изобретения является повышение равномерности электрофизических свойств полученного тканого углеродного активиоованного волокнистого материала с высокими адсорбционными характеристиками.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения активированного тканого углеродного материала активации, согласно изобретению. подвергают материал, имеюший электросопротивление от 100 до 10 Ом/м, и процесс г проводят s температурных областях: при повышении температуры от 20 до 850 С, затем от 850 до 930 С и при снижении температуры от 930 до 900 С, затем от 900 до

20 С, при этом соотношение скоростей нагрева и охлаждения в данных областях сос та вл яет (35-39):(1 — 2):(0,5 — 1,0);(31-35) соответственно.

Тканый материал, состоящий по основе и утку из активированных нитей, полученных по данному способу, характеризуется адсорбционной активностью по метиленоному голубому до 400 мг/г, линейной плотностью 25-75 текс, элекстросопротивлением 3,4-25,3 Ом/мг, коэффициентом вариации по электросопротивлению 4,1 — 9,4 и имеет расстояние между нитями основы и утка 0,3х0,3-5х5 мм.

Пример.1. Тканый материал саржевого переплетения на ос ове УВ, полученный из гидратцеллюлозных волокон, карбонизованный при 650 — 700 С, с электросопротивлением 10 Омlм подвергают активации в

55 среде водяного пара в следующих температурных областях: при повышении температуры от 20 до 850 С, затем от 850 до 930 С и при снижении температуры от 930 до

900 С, затем от 900 до 20 С. При этом соотношение скоростей нагрева и охлаждения составляет 37:1,5:0,75:33 соответственно.

Полученный активированный тканый углеродный волокнистый материал (АТУВМ) имеет характеристики, приведенные в табл.2.

Пример 2. Тканый материал саржевого переплетения (карбонизованный при

550 — 600 С) как в птоимере 1, но с электросопротивлением 10 Ом/м, подвергают активации при соотношении скоростей нагрева и охлаждения, равным 35:1;0,5:31, в температурных условиях как в примере 1, Свойства полученного материала приведены в табл.2.

Пример 3. Тканый материал (карбонизованный при 750-800 С) как в примере

1, но с электросопротивлением, равным 100

Ом/м, подвергают активации согласно г примеру 1 при соотношении скоростей нагрева и охлаждения, равным 39:2:1:35. Свойства полученного материала приведены в табл.2.

Пример 4. Тканый материал, как в примере 1, но с электросопротивлением, равным 10 Омlм, подвергают активации в

5 условиях аналогично примеру 2, указанных в табл,1. Свойства полученного материала приведены в табл,2.

Пример 5. Тканый материал как в примере 1, но с электросопротивлением 10

Ом/м, активируют согласно примеру 3, Условия активации приведены в табл.1. Свойства полученного материала приведены в табл.2.

Пример ы 6 — 12. Тканый материал как в примерах 1 — 3, подвергают активации, условия которой приведены в табл,1, Свойства полученных материалов приведены в табл,2.

Пример 13 (сравнительный). Ткань

УУТ-2 с электросопротивлением 25 Ом/м подверга эт активации при 830 С до обгара

16 и при снижении температуры со скоростью 2 град/мин до 70 С. Свойства полученного активированного материала приведены в табл.2.

Пример 14. Тканый материал армюрного переплетения 5х5 мм получают активацией в условиях, приведенных в табл.1.

Полученный AYTBM имеет характеристики, приведенные в табл.2.

Пример 15. Тканый материал армюрного переплетения 5х5 мм подвергают активации в условиях, указанных в табл.1.

2000360 от 930 до 900 С. затем от 900 до 20 С. при этом соотношение скоростей нагрева и охлаждения составляет 35-39: 1-2; 0.5-1; 3135 соответственно.

2. Тканый активированный углеродный волокнистый материал, состоящий по основе и утку иэ активированных углеродных нитей, характеризующийся адсорбционной

10 активностью flo метиленовому голубому до

400 мг/г, отличающийся тем, что он выполнен иэ нитей по основе и утку линейной плотности 25-75 текс., с шагом по основе и утку от 0,3х0,3 до 5х5 мм и имеет

15.электросопротивление 3,4-25,3 Омlм .

Свойства полученного материала приведены в табл.2.

Формула изобретения

1. Способ получения тканаго активированного углеродного волокнистого материала активацией карбонизованной ткани на основе гидратцеллюлозных волокон при повышенных температурах водяным паром в смеси с газообразными продуктами активации, отличающийся тем, что активации подвергают материал, имеющий электросопротивление 100-10 Ом/м, и процесс ведут в температурных областях: при повышении температуры от 20 до 850 С. затем от

850 до 930 С и при снижении температуры

Таблица 1

Условия актива ии

Свойства исхо ной ткани

Пример

Температу- Температу- Температу- Температуа 20-850 С 850-930 С а 930-900 С а 900 — 20 С

Электросопротив. карбонизованной ткани, Ом/м

Поверхностная плотность, г/м

Соотношение скоростей нагрева и охлаждения как в и бтотипе

800

Таблица 2

Свойства готового активи ованного тка кого YBM

Пример

Шаг по основе и утку, мм

Коэффициент вариации поэлект росопротив., ф

Электросопротивление, Ом/м

Сорбционная активНОСТЬ ПО метиленовому голубом мг/г

Удельная поверхность, м /г

Поверхностная плотность, г/м

Линейная

ПЛОТНОСТЬ, текс.

2

4

6

8

11

1

3

5

7

400

46

36

43

47

38

59

265

107

1ф

1 07

107

810

37

39

37

39

37

37

260

1,5

1.0

2,0

1.0

2,0

1,5

2,0

1,5

l,0

1,5

1,0

2,0

8,5

9,3

3,6

8,7

8,4

9,1

9,5

3,8

0,75

0,5

1,0

0,5

1,0

0,75

1,0

0,75

0,5

0,75

0,5

1,0

5,1

8.4

4,7

5,4

5,8

8.9

9,1

5,3

4,9

33

31

31

ЗЗ

35 .

33

31

33

31

0,4х0.4

0,5х0.5

0,3х0,3

0,4х0,4

0,4х0,4

0,5х0,5

0,5х0,5

0,3х0,3

0,3х0,3

2000360

Продолжение табл. 2

Составитель И.Девнина

Редактор Т.Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 306Т.

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