Способ модификации пористых материлов

 

Использование: в химии полимеров при получении модифицированных пористых материалов. Сущность изобретения: пористые исходные материалы, например малоценные сорта древесины, пропитывают газообразными алкенами или их смесью с мономерами и/или олигомерами, затем воздействуют ускоренными электронами с энергией 0,4 -1 МэВ в постоянном электрическом поле напряженностью 0,5 -1,5 кВ/см. Получают высокопрочные материалы, в том числе многослойные, устойчивые к воздействию кислот, щелочей, органических растворителей. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области химии полимеров и может найти применение при изготовлении мебельных плит, строительных деталей и облицовочных материалов.

Известен способ модификации пористых материалов (низкосортной древесины), включающий их пропитку связующим и воздействие ионизирующим излучением (Witt A.E. Radiat. Phys. and Chem. 1977, Vol. 9, P. 271-288).

Однако для полимеризации связующего (мономера или олигомера) данным известным способом требуются высокие дозы γ -облучения (10-25 кГр), а качество получаемого целевого продукта недостаточно высокое.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является получение высококачественных модифицированных материалов при снижении дозы облучения.

Достигается это тем, что в способе модификации пористых материалов, включающем их пропитку связующим и воздействие ионизирующим излучением, отличительной особенностью является то, что в качестве связующего используют газообразные алкены или их смесь с жидкими мономерами и/или олигомерами, а воздействие ионизирующим излучением совмещают с воздействием постоянного электрического поля.

Воздействие осуществляют ускоренными электронами с энергией 0,4 1 МэВ в постоянном электрическом поле напряженностью 0,5 1,5 кВ/см.

Использование для пропитки пористых материалов только жидких мономеров и/или олигомеров и воздействие на них только ионизирующим излучением в соответствии с прототипом приводит к неполному отверждению связующего и, следовательно, к получению некачественного целевого материала.

Впервые установлено, что качество целевого материала значительно повышается, если в качестве связующего использовать газообразные алкелы или их смесь с жидкими мономерами и/или олигомерами, а воздействие ионизирующим излучением совмещать с воздействием постоянного электрического поля. Такое сочетание приемов позволяет получать высокотермостойкие материалы, химически инертные, устойчивые к кислотам и щелочам.

Ниже приведены примеры реализации изобретения.

Пример 1. Образцы малоценных сортов древесины (осины) пропитали пропиленом и затем воздействовали на них ускоренными электронами с энергией 0,4 МэВ в постоянном электрическом поле напряженностью 1,5 кВ/см. Получили образцы прочного модифицированного материала, термостойкого (до 250 ^oC), устойчивого к кислотам и щелочам.

Пример 2. Образцы пенопласта пропитали смесью этилена и метилметакрилата в масовом соотношении 1:10 (газ жидкость). Воздействовали ускоренными электронами с энергией 1 МэВ в постоянном электрическом поле напряженностью 0,5 кВ/см. Получили высокотермостойкий (до 250 ^oC) модифицированный материал, устойчивый к действию кислот, щелочей, органических растворителей.

Пример 3. Получили модифицированные материалы при использовании исходного пористого материала в виде газонаполненных и термоусаживающихся пластиков, ультрапористых минеральных и синтетических композиций, тканых и нетканых ленточных материалов.

Для объемного заполнения данных материалов использовали этилен или пропилен в сочетании с мономерами акрилового, винилового, силиконового рядов, эпоксидные смолы и рецептуры на основе нитроцеллюлозы.

Получили высококачественные одно- и многослойные (до 100 слоев) материалы, при изготовлении которых использовали различные добавки: минеральные и металлические наполнители, антимикробные и антистатические добавки. Использовали сочетание с различными декоративными, термодинамическими и оптическими характеристиками, в том числе оптические волноводы. Материалы обладают высокими прочностными и теплоизоляционными свойствами.

Показано, что при энергии электронов ниже 0,4 Мэв не удается добиться равномерного отверждения связующего, при их энергии выше 1 МэВ резко возрастают затраты на локальную радиационную защиту, что препятствует использованию способа в поточных производствах.

Показано, что при напряженности постоянного электрического поля ниже 0,5 кВ/см снижается равномерность и глубина отверждения, а при напряженности выше 1,5 кВ/см появляется возможность разрушения отверждаемого материала.

Способ согласно изобретению позволяет осуществлять высокоскоростные модифицирование и объемный синтез древопластов с различными показателями: толщина материала 0,7 100 мм, плотность материала 300 2000 г/л; любая цветовая гамма.

Сочетание слоев исходных материалов различной природы позволяет получать высокие декоративные качества изделий из модифицированного материала с высокими прочностными и теплоизоляционными свойствами.

Формула изобретения

1. Способ модификации пористых материалов, включающий их пропитку связующим и воздействие ионизирующим излучением, отличающийся тем, что в качестве связующего используют газообразные алкены или их смесь с жидкими мономерами и/или олигомерами, а воздействие ионизирующим излучением совмещают с воздействием постоянного электрического поля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное воздействие осуществляют ускоренными электронами с энергией 0,4 1,0 мэВ в постоянном поле напряженностью 0,5 1,5 кВ/см.