Технология производства фуллеренсодержащих веществ

 

Изобретение предназначено для биотехнологии, фармакологии и может быть использовано при получении веществ с высокой реакционной способностью. Исходные компоненты, например, наполнители - арахидоновую кислоту 20 мас.ч., облепиховое масло 10 мас.ч. и фуллерены 1 мас.ч., поочередно подвергают обработке в межэлектродном пространстве в рабочей жидкости за счет наложения электрогидравлических разрядов. Обработанные исходные компоненты смешивают, помещают в рабочую камеру, которую погружают в рабочую жидкость. Подвергают обработке тепловым полем при 150-200oС 3-10 мин. Затем одновременно подвергают акустическому воздействию и воздействию электромагнитного поля вводимой удельной мощностью 0,1-1,0 Вт/дм3, акустическое воздействие осуществляют с помощью трех излучателей, один из которых ориентирован по центру рабочей камеры, и воздействие ведут с частотой 30-35 кГц при интенсивности 10-50 дБ. Два других излучателя акустических волн ориентированы взаимно перпендикулярно друг другу и первому излучателю, и воздействие ведут с частотой 40-45 кГц при интенсивности 30-70 дБ. Акустические воздействия ведут в циклическом режиме с интервалами 1-5 мин. Готовый продукт отводят и упаковывают. Изобретение позволяет повысить эффективность производства фуллеренсодержащих веществ, улучшить их физико-химические характеристики. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к физико-техническим процессам получения новых материалов в биотехнологии и фармакологии, основанных на использовании фуллеренов и фуллеренсодержащих веществ.

Современное развитие данной области технологических процессов получения фуллеренсодержащих веществ основано на добавке фуллерена в массу продукта. Одним из таких представительных и наиболее близких, по мнению заявителя, к изобретению процессов является технология производства фуллеренсодержащих веществ, включающая подготовку, обработку и подачу исходных компонентов с помощью дозаторов в объем рабочей камеры, осуществление процесса приготовления смеси этих компонентов, в качестве которых используют фуллерены и наполнители, отвод готового продукта и его упаковку (US 5507933).

Обладая определенными техническими преимуществами перед другими аналогами, в частности возможностями использования фуллерена, как высокоактивного ингредиента в массе наполнителя, эта технология имеет существенные и очевидные недостатки, заключающиеся в стахостичности процесса выбора исходных компонентов и фуллерена, неэффективно совмещающихся по своим физико-химическим свойствам между собой и с вводимым фуллереном, что не позволяет выбрать эффективные параметры операций осуществления процесса.

Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности процесса производства фуллеренсодержащего вещества за счет получения существенно более высоких физико-химических свойств и характеристик фуллеренсодержащего вещества путем учета совместимости свойств фуллеренов различного класса со свойствами наполнителей, выборе режимов соединения компонентов.

Указанный технический результат в изобретении достигается за счет того, что технология производства фуллеренсодержащих веществ, включающая подготовку, обработку и подачу исходных компонентов с помощью дозаторов в объем рабочей камеры, осуществление процесса приготовления смеси этих компонентов, в качестве которых используют фуллерены и наполнители, отвод готового продукта и его упаковку, дополнительно предусматривает погружение рабочей камеры в рабочую жидкость, где полученную фуллеренсодержащую смесь подвергают обработке тепловым полем при 150-200oС в течение 3-10 минут, а затем - одновременно подвергают акустическому воздействию с частотой 30-45 кГц и интенсивностью 10-70 дБ и воздействию электромагнитного поля вводимой удельной мощностью 0,1-1,0 Вт/дм3, при этом акустическое воздействие передают с помощью трех излучателей акустических волн, от которых одни акустические волны (от одного из излучателей) ориентируют по центру рабочей камеры, а вторые и третьи акустические волны (от второго и третьего излучателей) ориентируют по направлению взаимно перпендикулярному между собой и по отношению к направлению ориентированных по центру камеры первых акустических волн, причем волны, ориентированные по центру камеры выбирают частотой 30-35 кГц при интенсивности 10-50 дБ, а указанные, ориентированные к этим волнам взаимно перпендикулярно, акустические волны выбирают частотой 40-45 кГц при интенсивности 30-70 дБ, эти акустические воздействия ведут в циклическом режиме с интервалами 1-5 минут между воздействиями.

При этом подготовку исходных компонентов ведут путем обработки их в объеме рабочей жидкости при наложении воздействий от электрогидравлических разрядов в межэлектродном пространстве, в которое вводят поочередно каждый исходный компонент перед его непосредственной подачей в объем рабочей камеры.

Описываемую технологию производства фуллеренсодержащих веществ осуществляют следующим образом. Предварительно ведут изучение обязательной совместимости (или - нет) фуллерена с выбираемыми для приготовления смеси компонентов исходными компонентами. В результате таких исследований установлен ряд и класс веществ, с которыми фуллерены дают высокоэффективные композиции - устойчивые соединения и высокоэффективные в дальнейшем использовании в различных технологических процессах. В качестве исходных материалов, включая фуллерен (фуллерены: С60, С70, С84 и/или их смесь), выбраны естественные масла, естественные жиры, минеральные масла, синтетические масла, ненасыщенные жирные кислоты, смеси кислот, смеси кислот и жиров, смеси жиров и масел.

Выбранные компоненты подготавливают, проверяя их соответствие существующим нормам. Обработку каждого компонента осуществляют воздействием электрогидравлических разрядов, помещая каждый компонент в межэлектродном пространстве камеры, заполненной рабочей жидкостью. В качестве такой камеры используют дополнительную камеру, из которой обработанные компоненты подают с помощью дозаторов в объем рабочей камеры. В зависимости от обрабатываемого компонента вводимую мощность при разряде тока в межэлектродном пространстве выбирают: для процесса обработки фуллеренов (С6084) - 100-500 Вт/дм3; для процесса обработки минеральных масел - 5-10 Вт/дм3; для обработки естественных масел, жиров, их смесей - в пределах 1-10 Вт/дм3; для обработки ненасыщенных жирных кислот типа арахидоновой, олеиновой и т.п. - в пределах 10-20 Вт/дм3; для обработки синтетических и минеральных масел - в пределах 5-10 Вт/дм3. При этом обработку фуллеренов ведут в среде рабочей жидкости, а обработку компонентов-наполнителей ведут за счет использования их же в качестве рабочей жидкости без добавления другой жидкости, т.к. при помещении между разрядными электродами и подаче разрядного тока эти компоненты превращаются в жидкость, в среде которой и осуществляется реализация электрогидравлического эффекта тонкого и сверхтонкого диспергирования частиц этих компонентов. В результате такой обработки каждого отдельного компонента существенно увеличивается активная площадь каждого взаимодействующего компонента с другими обработанными компонентами, которые подают в объем рабочей камеры с помощью дозаторов и питателей. Количество каждого подаваемого компонента рассчитывают и экспериментально проверяют для получения наиболее эффективной смеси компонентов. Превышение количества свыше указанного предела не дает положительного эффекта, т.к. насыщение смеси достигает этого предела и дальнейшее увеличение добавки фуллеренов не вызывает усиления положительных свойств получаемого готового продукта.

Рабочую камеру, заполненную смесью компонентов, например, фуллерены - 1 м. ч. , ненасыщенная жирная кислота - 15-20 м.ч., естественное масло, например, облепиховое (или репейное) - 5-10 м.ч., погружают в среду рабочей жидкости и через эту жидкость смесь указанных исходных компонентов подвергают воздействию теплового поля. Нагревают смесь до 150-200oС в течение 3-10 минут. Смесь прогревается до 150-170oС, в свободном пространстве над смесью в полости рабочей камеры создают нейтральную газовую среду, подавая гелий или криптон. На объем смеси при этом одновременно воздействуют акустическим и электромагнитным излучением, выбирая характеристики этих полей, соответственно, 30-45 кГц с интенсивностью 10-70 дБ, и вводимую удельную мощность 0,1-1,0 Вт/дм3. Акустическое воздействие на объем смеси в рабочей камере ведут с помощью трех излучателей акустических волн. Волны распространяют в трех взаимно перпендикулярных направлениях, при этом по центру рабочей камеры ориентируют акустические волны с частотой 30-35 кГц при интенсивности 10-50 дБ, а два других акустических излучения выбирают при частоте волн 40-45 кГц при интенсивности 30-70 дБ. Акустическое воздействие ведут в циклическом режиме с интервалом 1-5 минут.

Изобретение осуществляют следующим образом.

В качестве исходных компонентов берут арахидоновую кислоту в количестве 20 мас.ч., натуральное облепиховое масло - 10 мас.ч. и смесь фуллеренов - 10 мас. ч. (фуллерены С60, С70 и С84). Проводят анализ этих компонентов да однородность структуры и при установлении неоднородности (комковатость, сгустки и т, п.) каждый такой компонент подвергают обработке за счет наложения воздействия от электрогидравлических разрядов в межэлектродном пространстве, как это отмечено выше в описании. После такой обработки из компонентов готовят смесь и помещают ее в полость рабочей камеры, камеру погружают в рабочую жидкость, подвергают обработке тепловым полем при 150-200oС в течение 5 минут, затем подвергают воздействию одновременно: акустического поля, электромагнитного поля с характеристиками, соответственно: 35 кГц и 45 дБ; 0,50 Вт/дм3, при этом акустическое воздействие формируют от трех излучателей и излучения от них передают в трех взаимно перпендикулярных направлениях, задавая частоту волн, направленных по центру камеры - 30-35 кГц, а два других волновых излучения - 40-45 кГц, при интенсивности, соответственно: 30-40 дБ. Воздействие ведут в циклическом режиме с интервалами 1-5 минут между воздействиями.

Полученный продукт с оптимальной концентрацией обработанных компонентов и эффективно обработанную смесь компонентов используют или непосредственно, или подвергают временному хранению в герметизированной упаковке, предпочтительно в среде нейтрального газа. (гелия, аргона, криптона), который используют также и в процессе получения продукта, как указано в описании.

Такой процесс получения фуллеренсодержащих веществ (материалов) позволяет использовать уникальные свойства фуллеренов и создать материалы, обладающие существенно более высокими физико-механическими и физико-химическими характеристиками для различных отраслей промышленности, в частности, для использования в биохимической технологии, в фармакологии, в технологии чистых материалов и материалов, обладающих высокой реакционной способностью.

Способ эффективен и позволяет создать широкий ассортимент фуллеренсодержащих веществ.

Формула изобретения

1. Технология производства фуллеренсодержащих веществ, включающая подготовку, обработку и подачу исходных компонентов с помощью дозаторов в объем рабочей камеры, осуществление процесса приготовления смеси этих компонентов, в качестве которых используют фуллерены и наполнители, отвод готового продукта и его упаковку, отличающаяся тем, что рабочую камеру погружают в рабочую жидкость, полученную фуллеренсодержащую смесь подвергают обработке тепловым полем при 150-200oС в течение 3-10 мин, а затем - одновременно подвергают акустическому воздействию с частотой 30-45 гКц и интенсивностью 10-70 дБ и воздействию электромагнитного поля вводимой удельной мощностью 0,1-1,0 Вт/дм3, при этом акустическое воздействие передают с помощью трех излучателей акустических волн, одни акустические волны ориентируют по центру рабочей камеры, а вторые и третьи акустические волны ориентируют по направлению, взаимно перпендикулярному между собой и по отношению к направлению ориентированных по центру камеры первых акустических волн, причем волны, ориентированные по центру камеры, выбирают частотой 30-35 кГц при интенсивности 10-50 дБ, а указанные ориентированные к этим волнам взаимно перпендикулярно акустические волны выбирают частотой 40-45 кГц при интенсивности 30-70 дБ, эти акустические воздействия ведут в циклическом режиме с интервалами 1-5 мин между воздействиями.

2. Технология по п. 1, отличающаяся тем, что подготовку исходных компонентов ведут путем обработки их в объеме рабочей жидкости при наложении воздействий от электрогидравлических разрядов в межэлектродном пространстве, в которое вводят поочередно каждый исходный компонент перед его непосредственной подачей в объем рабочей камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автомобилестроению, судостроению и энергетической, химической, автомобильной, легкой, пищевой и электрохимической отраслям промышленности

Изобретение относится к технологии получения фуллеренов и фуллеренсодержащих веществ и касается, в частности, конструкций установок для получения таких материалов
Изобретение относится к способам получения фуллеренов из углеродсодержащих материалов путем их термической переработки

Изобретение относится к физико-техническим процессам получения фуллеренов путем переработки углеродсодержащего материала

Изобретение относится к физико-химико-технологическому процессу производства фуллеренов

Изобретение относится к химии неметаллических соединений, а именно к химии углерода, и, в частности, к получению многослойных углеродных наноструктур фуллероидного типа

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения функционально замещенного фуллерена формулы 1, который может найти применение в качестве комплексообразователя, сорбента, биологически активного соединения

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения функционально замещенного фуллерена формулы I, который может найти применение в качестве комплексообразователя, сорбента, биологически активного соединения
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения водорастворимых солей аминокислотных производных фуллерена, которые могут использоваться в фармакологии, микробиологии и медицине
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения водорастворимых аминокислотных производных фуллерена, которые могут использоваться в фармакологии и микробиологии

Изобретение относится к способу получения высокофункционального углерода для использования в литиевых ионных батареях, адсорбентах, жидкокристаллических материалах и т.п

Изобретение относится к области электротермии и предназначено для получения углеродных нанотрубок

Изобретение относится к области координационной химии, включая физикохимию наноструктур и коллоидных систем, и заключается в том, что получение металлсодержащих углеродных наноструктур (тубуленов) проводится путем дегидратации и последующей окислительной дегидрополиконденсации поливинилового спирта в присутствии хлоридов меди (I) или (II)

Изобретение относится к области координационной химии, включающей физикохимию наноструктур и коллоидных систем, и заключается в том, что образование углеродметаллсодержащих наноструктур проводится путем дегидрополиконденсации и карбонизации с помощью термохимических методов

Изобретение относится к области технологии очистки индивидуальных фуллеренов хроматографическим способом
Наверх