Регенерируемый композиционный материал для моделирования геоструктур

 

Изобретение относится к геоэлектроразведке и может быть использовано для физического моделирования геоэлектроструктур. Сущность изобретения заключается в получении регенерируемого материала растворением в органических растворителях и выделением исходных компонентов, вновь используемых для синтеза металлополимерных образцов. Технический результат заключается в возможности утилизации металлополимерных изделий и возможности многократного использования металла и полимера, входящих в состав композиционных материалов.

Изобретение относится к геоэлектроразведке и может быть использовано для физического моделирования геоэлектрических структур.

В настоящее время известны некоторые композиционные материалы для получения геоэлектрических структур [авт. св. СССР N 1113391, C 08 J 3/20, 1994; Ф. с. СССР N 1154295, кл. С 08 L 23/06, 1985]. Недостатком этих материалов является однократность использования.

Изобретение решает задачу получения регенерируемого материала и утилизации металлополимерных изделий и дает возможность многократного использования цветных и драгоценных металлов.

Процесс получения регенерируемого композиционного материала состоит из следующих стадий: 1) Горячим прессованием при температуре 140^oC и давлении 50 МПа в течение 10 мин получают несколько образцов композиционных материалов с низким удельным сопротивлением. Образцы в качестве электропроводящего наполнителя содержат металл, устойчивый к химическому и электрохимическому окислению, и полистирол, являющийся термопластичным полимером. При дальнейшей работе допускается использование композитов с удельным сопротивлением в пределах от 10^-4 до 10⁵ Ом•м.

2) Растворяют композиционный образец в органическом растворителе (ксилол, бензол, толуол) из расчета - на 1 г композита - 25 мл растворителя. Время выдержки не менее суток.

3) Выделение металла из раствора фильтрованием под вакуумом. Промывка и сушка металла при комнатной температуре (не допуская окисления).

4) Получение пленки полимера отгонкой растворителя. Отогнанный растворитель может использоваться повторно.

5) Синтез композиционного материала, по свойствам электропроводности идентичного первоначальному материалу, из выделенного металла и полимера, полученного измельчением пленки (возможно так же новое дозирование порошка полимера), осуществляется горячим прессованием повторно приготовленной смеси при температуре 140^oC и давлении 50 МПа. Время выдержки 10 мин.

Пример 1. Берут две таблетки композиционного материала (Mo - полистирол) с содержанием Mo - 70% и удельным сопротивлением 2,1•10⁵ Ом и растворяют в 100 мл ксилола в течение суток. После фильтрования и высушивания получают 2,615 г Mo (потеря в массе составляет 6,7%). Данное количество Mo смешивают с 1,121 г полистирола и вновь синтезируют цилиндрические образцы. Сопротивление вновь полученных композитов - 2,5•10⁵ Ом•м (Δρ = 4%).

Пример 2. Таблетки металлополимеров с содержанием Mo - 85% и удельным сопротивлением 24 Ом•м выдерживают в 100 мл ксилола в течение суток. Отфильтровывают и высушивают молибден, растирают в ступке с 0,5393 г полистирола. Прессованием получают два композиционных образца (потеря по массе составляет 11,1%), сопротивление которых - 30 Ом•м (Δρ = 20%).

Пример 3. Две таблетки композитов, содержащие 75% Mo (уд. сопротивление 1,95•10⁴ Ом•м) растворяют в ксилоле. Молибден отфильтровывают под вакуумом и высушивают; смешивают с 0,952 г полимера и прессуют. Измеряют сопротивление полученных таблеток - 2,8•10⁴ Ом•м (Δρ = 30%).

Пример 4. Композиционные таблетки с содержанием Mo - 80% подвергают растворению в ксилоле в течение 2 суток. Полученную смесь фильтруют, отделяя молибден. Высушенный молибден взвешивают (потеря по массе составляет 26%) и тщательно перемешивают с полистиролом, взятым в количестве 0,27 г. Горячим прессованием изготавливают металлополимерные образцы, сопротивление которых 560 Ом•м (Δρ = 18%).

Пример 5. Металлополимерные образцы, содержащие 85% Mo и имеющие сопротивление 30 Ом•м, растворяют в ксилоле. Извлекают с помощью последовательного фильтрования, промывая и высушивая порошкообразный молибден. Его смешивают с полистиролом и подвергают горячему прессованию. Удельное сопротивление полученных образцов 170 Ом•м (Δρ = 13%).

Формула изобретения

Регенерируемый композиционный материал для моделирования геоэлектроструктур на основе полимера и электропроводящего наполнителя, получаемый методом горячего прессования, отличающийся тем, что он содержит полистирол, являющийся термопластичным полимером, и металл, устойчивый к химическому и электрохимическому окислению при обычной температуре, растворением которых в органических жидкостях - бензол, ксилол, толуол, получают исходные компоненты: металл и полимер, из которых синтезируют композит, по электропроводности идентичный первоначальному материалу.