Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов



Владельцы патента RU 2621335:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к области полимерных композиционных материалов, предназначенных для изготовления полимерматричных композитов, требующих повышенных значений электропроводности. Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками, содержит полисилоксаны следующей структуры (-R1R2Si-O-R3R4Si-)m, где Ri - H, -CnH2n+1 при n = 1-20, при следующем соотношении компонентов, мас.%: многостенные углеродные нанотрубки 10-25; полисилоксаны 2-5; полиолефиновый эластомер - остальное. Обеспечивается повышение электропроводности полимерматричных материалов. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области конструкционных материалов и полимерных нанокомпозитов, а именно к полимерным композициям, содержащим нанодисперсные добавки с целью повышения их электрофизических свойств.

В данном изобретении предложен материал, являющийся полимерным композиционным наполнителем, модифицированным углеродными нанотрубками, предназначенным для существенного повышения электропроводности полимерматричных композитов.

Интерес к выбранной тематике исследования обусловлен тем, что конструкционные материалы, используемые в авиакосмической технике, автомобилестроении и других высокотехнологичных отраслях, должны обладать комплексом высоких эксплуатационных и технологических характеристик, включая прочностные показатели, тепло- и электропроводность, а также возможность перерабатываться в изделия простыми высокопроизводительными методами. В большинстве случаев для этих целей используются металлы, обладающие требуемым набором характеристик, однако, как показывают исследования последних лет, они могут быть с успехом заменены на полимерные композиты с соответствующим набором свойств.

Из области техники известны способы получения композиций на основе углеродных нанотрубок и полиолефинов.

Известен патент RU 2490204 способ получения нанокомпозитов на основе полиолефинов, используемых при получении различных изделий, таких как пленки, листы, трубы, нити и волокна, обладающих высокой объемной и поверхностной электропроводностью. В технологии используются углеродные нанотрубки, предварительно механически растертые в воде с добавлением водорастворимого полимера с концентрацией 0,01-0,1 мас.%. Полученную суспензию диспергируют ультразвуком при максимальной температуре среды не выше 70°С. Затем полученную суспензию наносят на поверхность гранул полиолефина и сушат. Полученные гранулы нанокомпозита содержат до 0,5 мас.% углеродных нанотрубок.

Недостатком данной технологии является использование нестандартного оборудования, а также добавление дополнительной стадии приготовления полимерного нанокомпозита.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональных свойств полимерных композитов, в частности электропроводности.

Требуемый технический результат достигается тем, что полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками, содержит полисилоксаны при следующем соотношении компонентов, % мас.%: углеродные нанотрубки 10-25; полисилоксаны 2-5; полиолефиновый эластомер - остальное. Наличие полисилоксанов в полимерном композите способствует гомогенному распределению углеродных нанотрубок в полимерной матрице.

Новый технический результат, достигаемый при добавлении данного композиционного наполнителя в полимерматричные композиты, заключается в значительном повышении их электропроводности за счет гомогенного распределения углеродных нанотрубок в объеме композита. Гомогенному распределению углеродных нанотрубок в объеме полимерной матрице способствует использование полисилоксанов в полимерном нанокомпозите следующей структуры: (-R1R2Si-О-R3R4Si-)m, где Ri-H, -CnH2n+1 при n=1-20).

Отличительные признаки предложенного технического решения на порядок повысили электропроводность полимерматричных композитов.

Достижение улучшенных показателей назначения иллюстрируется нижеприведенными данными исследований и опытов.

Опытной проверкой было установлено повышение электропроводности на два порядка в сравнении с полимерматричным композитом без добавления полиолефинового композита, модифицированного углеродными нанотрубками.

Пример.

В качестве исходных материалов используются:

- многослойные углеродные нанотрубки диаметром 20-30 нм, длиной 5-7 мкм;

- полиолефиновый эластомер (LC 370);

- полисилоксан (-R1R2Si-О-R3R4Si-)m, где Ri -H, -CnH2n+1 при n=1-20.

Смешение компонентов проводилось на двухвалковой мельнице (BL-6175-A) при температуре 120°С в течении 20 мин. Соотношении компонентов в изготавливаемых экспериментальных образцах представлено в табл. 1

Далее, с использование полученных экспериментальных образцов изготавливались полимерматричные композиты, методом литья под давлением на термопластавтомате Haitan SA 900 со следующим соотношением компонентов:

Полипропилен PPG 1120-16 - 90 мас. %, образец 1 -10 мас.%;

Полипропилен PPG 1120-16 - 90 мас. %, образец 2 -10 мас.%;

Полипропилен PPG 1120-16 - 90 мас. %, образец 3 -10 мас.%.

По результатам объемного электросопротивления получены следующие результаты:

образец 1 -10-3 См/м;

образец 2 -10-3 См/м;

образец 3 -10-1 См/м.

Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов, отличающийся тем, что композит дополнительно содержит полисилоксаны следующей структуры (-R1R2Si-О-R3R4Si-)m, где Ri -H, -CnH2n+1 при n=1-20, при следующем соотношении компонентов, мас.%: многостенные углеродные нанотрубки 10-25; полисилоксаны 2-5; полиолефиновый эластомер - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электропроводящей композиции, обладающей свойствами пониженной горючести, которая может быть использована в кабельной технике для производства контрольного электропроводящего слоя по оболочке силовых кабелей среднего и высокого напряжения.

Изобретение относится к производству 3D-печатных электропроводящих материалов, таких как механосенсоры, приборы емкостного обнаружения, автоматизированные динамичные механизмы.

Настоящее изобретение касается пастообразного состава, содержащего проводящие углеродные наполнители, способа получения ее, а также применения ее для получения тонких проводящих пленок, красок или покрытий, в частности для изготовления Li-ионных батарей или суперконденсаторов, или для получения проводящих композиционных материалов.
Изобретение относится к способу получения полианилина, допированного металлом, который может быть использован в электронной технике для изготовления датчиков газовых сред, электродов конденсаторов и т.д.

Изобретение относится к многослойным материалам для защиты от разряда молнии (ЗРМ) и/или защиты от электромагнитных помех (ЭМП) и касается электропроводящего облицовочного материала для композитных структур.

Группа изобретений относится к получению концентрированной дисперсии наночастиц серебра. Дисперсия наночастиц серебра включает первый растворитель, находящиеся в упомянутом растворителе наночастицы серебра и по меньшей мере один диспергатор.

Изобретение относится к электропроводящим полимерным композициям и может быть использовано в качестве электропроводного материала при изготовлении труб, прутков, пленок и т.д.

Изобретение относится к новому полимеру бензодитиофена, способу его получения, к полимерной смеси и составу, используемым в качестве полупроводников в органических электронных устройствах, к применению полимера, а также к оптическому, электрооптическому или электронному компоненту или устройству.

Изобретение относится к области электрической техники, в частности безметаллическому электрическому проводнику и способам его получения, и может быть использовано в различных областях техники.

Настоящее изобретение относится к материалу, который содержит, по меньшей мере, эластичную и электропроводящую область, интегрированную непосредственно в материал, к способу для получения материала, а также к использованию кремнекаучука, снабженного электропроводящим материалом для получения материала согласно изобретению, и также относится к устройству, содержащему материал, а также к предмету одежды, содержащему такое устройство.

Изобретение относится к кабелю, в том числе к сшитому кабелю, также к способу его производства кабеля, более предпочтительно к способу производства силового кабеля.
Изобретение относится к уплотнительному профилю для дверей и окон, выполненных из смеси материалов, включающих, об.%: этиленпропилендиеновый каучук 10-50, сополимер пропилена с этиленом 8-50, наполнитель 5-70, парафиновое масло 0-20, ускоритель-донор серы 0,1-5, сера 0,5-5, оксид цинка 0,5-3.

Изобретение относится к неводной суспензии агента снижения гидродинамического сопротивления течению углеводородных жидкостей, которая может быть использована в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов при перекачке их в турбулентном режиме течения.

Изобретение относится к композициям и способам изготовления пленок, где в композиции входят первичные полимеры и переработанный материал, полученный из потока промышленных отходов.

Изобретение относится к способу введения углеродных нанотрубок в полиолефины для получения нанокомпозитов, используемых при получении различных изделий из полимерных композиционных материалов.

Изобретение относится к полимерному материаловедению и может быть использовано для изготовления футеровок, в том числе резинометаллических, для обеспечения защиты от многократных ударных деформаций, гидроабразивного и абразивного износа внутренних металлических поверхностей горнообогатительного и горнодобывающего оборудования.

Изобретение относится к производству строительных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов и может быть использовано для получения черепичных, прочных кровельных материалов, химически стойких покрытий полов и др.

Изобретение относится к способу получения композиции из полимера и наноразмерных наполнителей, используемой в технологиях получения полимерных композиционных материалов широкого спектра применения.

Изобретение относится к пленке, которую применяют в составе разнообразных одноразовых изделий, например подгузников, гигиенических салфеток, одежды для взрослых, страдающих недержанием, перевязочного материала и т.д.
Изобретение относится к полученному литьевым формованием многослойному изделию, включающему слой композиции барьерного полимера, включающей (А) от 20 до 60 мас.% полиамидного полимера, включающего диаминный структурный блок, 70 мольных процентов или более которого являются производными мета-ксилилендиамина, и структурный блок дикарбоновой кислоты, 70 мольных процентов или более которого являются производными дикарбоновой кислоты, содержащей линейную алифатическую α,ω-дикарбоновую С4-С20-кислоту и изофталевую кислоту в молярном отношении от 30:70 до 100:0; (В) от 80 до 40 мас.% модифицированного полиолефина.

Изобретение относится к дорожному строительству и касается способа получения составов на основе полимербитумных вяжущих, которые могут быть применены для защиты дорожных асфальтобетонных покрытий от негативных воздействий.

Изобретение относится к области полимерных композиционных материалов, предназначенных для изготовления полимерматричных композитов, требующих повышенных значений электропроводности. Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками, содержит полисилоксаны следующей структуры m, где Ri - H, -CnH2n+1 при n 1-20, при следующем соотношении компонентов, мас.: многостенные углеродные нанотрубки 10-25; полисилоксаны 2-5; полиолефиновый эластомер - остальное. Обеспечивается повышение электропроводности полимерматричных материалов. 1 табл., 1 пр.

Наверх