Способ получения полимерного пресс-материала

Авторы патента:

Александров Георгий Валентинович (RU)

C08J5/04 - армирование высокомолекулярных соединений сыпучим или связанным волокнистым материалом (последующая обработка нитей в процессе производства D01F)

Владельцы патента RU 2471822:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет "СГТУ" (RU)

Изобретение относится к способам получения композиционных материалов на основе химических волокон и ионообменных смол и может быть использовано для получения полимерных композиционных материалов с ионообменными свойствами. Способ получения полимерного пресс-материала включает пропитку волокнистого наполнителя смесью мономеров - парафенолсульфокислоты с формалином, при соотношении волокнистого наполнителя к смеси мономеров 1:15. Осуществляют синтез ионообменной смолы на поверхности и в структуре волокнистого наполнителя в течение 30 мин и отверждение связующего при давлении 0,1-5 МПа. В качестве волокнистого наполнителя используют новолачную фенолформальдегидную (НФФ) ткань, получаемую из компонентов, совпадающих с начальными компонентами смеси мономеров. Технический результат, достигаемый при использовании способа по изобретению, заключается в том, что повышают обменную емкость получаемого пресс-материала с ионообменными свойствами и понижают электрическое сопротивление материала, а также повышают его физико-механические характеристики. 1 табл., 4 пр.

Известен способ получения полимерных композиционных материалов, заключающийся в поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии щелочного катализатора на поверхности и в структуре химических волокон. Поликонденсацию при этом проводят из жидкой фазы при повышенной температуре с дальнейшей термообработкой, дополиконденсацией и прессованием при повышенном давлении и температуре [А.с. 1616930 СССР, МПК 5 C08G 8/28, C08L 61/10].

Основным недостатком этого способа является то, что полученные материалы имеют высокое электрическое сопротивление и не обладают ионообменными свойствами.

Наиболее близким к изобретению является способ получения полимерного композиционного материала, включающий нанесение катионообменной смолы (пропиточный состав, состоящий из смеси мономеров) на волокнистый наполнитель и прессование при повышенной температуре, отличающийся тем, что нанесение смолы осуществляют в процессе ее синтеза на поверхности и в структуре волокна из раствора мономеров в течение 30 мин при соотношении волокнистого наполнителя к раствору мономеров 1:15, а прессование проводят при давлении 0,1 МПа [Патент - 2128195 РФ, МПК 6 C08J 5/04].

Основным недостатком является то, что полученные материалы имеют высокое электрическое сопротивление и обладают невысокой обменной емкостью.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение обменной емкости получаемого пресс-материала с ионообменными свойствами и понижение электрического сопротивления, повышение физико-механических характеристик.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения полимерного пресс-материала, включающего пропитку волокнистого наполнителя смесью мономеров - парафенолсульфокислоты с формалином, при соотношении волокнистого наполнителя к смеси мономеров 1:15, синтез ионообменной смолы на поверхности и в структуре волокнистого наполнителя в течение 30 мин, отверждение связующего при давлении 0,1-5 МПа, в качестве волокнистого наполнителя используют новолачную фенолформальдегидную (НФФ) ткань, получаемую из компонентов, совпадающих с начальными компонентами смеси мономеров.

Благодаря тому, что ткань и ионообменная смола имеют функциональные реакционно-способные группы, достигается высокая термодинамическая, физическая и химическая совместимость.

Пример 1

а) приготовление смеси мономеров проводят смешением парафеноло-сульфокислоты с формалином при непрерывном перемешивании и охлаждении;

б) пропитка 1 части НФФ ткани 15 частями смеси мономеров;

в) синтез смолы на поверхности и в структуре НФФ ткани проводят в термокамере при 45° в течение 30 мин;

г) сушку проводят при 60° в течение 30 мин;

д) отверждение проводят при 100° и давлении 0,1 МПа в течение 24 ч.

Пример 2

Процесс проводится в условиях примера 1. Отличается тем, что отверждение проводят при давлении 1 МПа.

Пример 3

Процесс проводится в условиях примера 1. Отличается тем, что отверждение проводят при давлении 3 МПа.

Пример 4

Процесс проводится в условиях примера 1. Отличается тем, что отверждение проводят при давлении 5 МПа.

Отверждение данного материала при давлении более 5 МПа приводит к уменьшению количества гидрофильных пор и уменьшению величины площади удельной поверхности, росту электрического объемного сопротивления. Выход за пределы указанного значения 0,1 МПа в сторону уменьшения приведет к ухудшению основных свойств ионообменного материала.

Свойства полученных материалов приведены в табл.1 «Свойства полимерного пресс-материала».

Основные преимущества предлагаемого способа:

1. Полученный полимерный композиционный материал характеризуется высокими ионообменными свойствами, низким электрическим сопротивлением.

2. Достигается химическое взаимодействие полимерной матрицы с армирующим наполнителем, вследствие чего формируется более прочная монолитная структура.

3. Достигается необходимый уровень электрохимических показателей полимерных ионообменных мембран, применяемых в электродиализаторах.

№	Характеристика	Прототип	Примеры
1	2	3	4
1.	Статическая обменная емкость, мг-экв./г	2,3	3,8	3,4	3,3	3,4
2.	Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·м	12,1·10⁵	0,6·10⁵	3,4·10⁵	5,6·10⁵	1,2·10⁷
3.	Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	31,9	45	44	47	44
4.	Удельная поверхность, м²/г	480	592	590	586	257

Способ получения полимерного пресс-материала, включающего пропитку волокнистого наполнителя смесью мономеров - парафенолсульфокислоты с формалином при соотношении волокнистого наполнителя к смеси мономеров 1:15, синтез ионообменной смолы на поверхности и в структуре волокнистого наполнителя в течение 30 мин, отверждение связующего при давлении 0,1-5 МПа, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя используют новолачную фенолформальдегидную (НФФ) ткань, получаемую из компонентов, совпадающих с начальными компонентами смеси мономеров.

Изобретение относится к средствам защиты, а именно к композиционным слоистым резинотканевым защитным материалам на основе бутадиен-нитрильного каучука с барьерным слоем, и может быть использовано для защиты от отравляющих и химических веществ.

Базальтонаполненная полиамидная композиция // 2467032

Изобретение относится к области наполненных полимерных композиций на основе полиамидов и может быть использовано для изготовления литьем под давлением различных деталей конструкционного, электротехнического и общего назначения, обладающих высокой теплостойкостью и повышенными механическими свойствами.

Способ получения полимерной пресс-композиции // 2463314

Изобретение относится к способам получения композиционных материалов на основе химических волокон и ионообменных смол. .

Композитное армирующее изделие // 2461588

Изобретение относится к композитным армирующим изделиям для строительных конструкций и может быть использовано для армирования бетонных конструкций, крепления различных грунтов и др.

Композиционный слоистый резинотканевый защитный материал на основе хлоропренового каучука с барьерным слоем // 2457953

Изобретение относится к производству композиционных слоистых резинотканевых защитных материалов на основе хлоропренового каучука с барьерным слоем и может быть использовано для защиты от отравляющих и химических веществ.

Способ приготовления композиции для пропитки углеродного волокна // 2451037

Изобретение относится к технологии получения объемно-армированных углерод-углеродных композиционных материалов, в частности к приготовлению композиций для пропитки углеродных волокон, и может быть использовано при производстве эррозионно-стойких теплозащитных деталей в авиационной, ракетно-космической и химической отраслях промышленности.

Способ производства плит или блоков из конгломерата зернистого каменного материала и полиэфирной смолы // 2440386

Изобретение относится к способу производства изделий в форме плит или блоков из конгломерата зернистого каменного материала и полиэфирной смолы в качестве связующего.

Получаемые по способу электропрядения органическо-неорганические волокна // 2439216

Нанокомпозитный материал на основе полимерных связующих // 2437902

Изобретение относится к нанокомпозитному материалу. .

Способ получения мембран для ультра- и микрофильтрации // 2436811

Изобретение относится к технологии производства армированных мембран, в частности мембран для ультра- и микрофильтрации, используемых для осуществления барометрических процессов разделения растворов и суспензий.

Термореактивные полисахариды // 2488606

Изобретение относится к композиционному материалу, включающему свободное от формальдегида связующее и субстрат, представляющий собой минеральную вату

Полимерное связующее для композитной арматуры // 2495892

Изобретение относится к эпоксидным связующим для композитных пластиков и может использоваться в производстве арматуры композитной переодического профиля. Связующее содержит (мас.ч.): эпоксиднодиановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 20,0-24,0 - 100, ароматически сопряженный гидроксифенилен, совмещенный с изометилтетрагидрофталиевым ангидридом в соотношении 9:1 - 85-90, диглицедиловый эфир олигооксипропиленгликоля с массовой долей эпоксидных групп 16-18% - 10-12, ускоритель полимеризации аминного типа тридиметиламинометилфенол0 или 2-метилимидазол, или этил,2-метилимидазол - 0,3-3,0. Изобретение позволяет получить изделие с повышенными прочностью, эластичностью и химической стойкостью. 1 табл., 3 пр.

Способ получения композиционных материалов на полимерной основе, армированных углеродными волокнами // 2500697

Изобретение относится к способам получения композиционных материалов на полимерной основе, армированных волокнами, и может быть использовано для получения полимерматричных композитов с улучшенными физико-механическими и трибологическими характеристиками. Способ заключается в получении композита на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, армированного углеродными волокнами, со степенью наполнения не более 30 масс.%, посредством формования композита твердофазным деформационным методом, который заключается в совместном помоле порошка термопласта и углеродных волокон в ножевой мельнице. Получение монолитных образцов из композиционного порошка реализуют методом термопрессования при температуре 160°С и давлении 60 МПа. Результатом является получение композитов с улучшенными физико-механическими и трибологическими характеристиками. 3 пр.

Способ получения полимерного пресс-материала // 2508299

Изобретение относится к способу получения полимерного пресс-материала с ионообменными свойствами. Способ получения заключается в том, что полиакрилонитрильное (ПАН) волокно пропитывают смесью мономеров и осуществляют синтез смолы на поверхности и в структуре ПАН волокна в течение 30 мин. Далее проводят прессование при давлении 0,1 МПа. В качестве смеси мономеров используют смесь парафенолосульфокислоты и формалина. Смесь мономеров содержит модифицирующую добавку - ультрадисперсный кремний с удельной площадью поверхности 67 м2/г. Ультрадисперсный кремний имеет сферическую форму и внутреннюю структуру ядро-оболочка, а соотношение толщины оболочки к внешнему диаметру составляет 1:4. Соотношение используемых компонентов ПАН волокно:смесь мономеров:ультрадисперсный кремний составляет 1:15:0,1÷0,3. Изобретение позволяет повысить обменную емкостью пресс-материала, снизить его электрическое сопротивление, сформировать полимерную структуру с многоуровневой системой пор, что позволит применять материал при высоких скоростях потока очищаемой жидкости. 1 ил., 2 табл., 3 пр.

Арматура композитная // 2509653

Изобретение относится к армирующим изделиям, в частности к армирующим изделиям периодического профиля, для изготовления изделий из бетона, газобетона методом горячего формования при одновременном воздействии агрессивных сред. Арматура композитная содержит стержень с обмоткой, выполненные из волокнистого наполнителя, пропитанного полимерным связующим на основе эпоксидной смолы и отвердителя. Арматура содержит, мас.%: волокнистый наполнитель - 60-80% и связующее - 20-40%, где связующее включает, мас.%: эпоксидноноволачную смолу - 50-60, аминный отвердитель - 40-50. Эпоксидноноволачная смола содержит, мас.%: диановую эпоксидную смолу - 47-80%, модификатор на основе простых полиэфиров, содержащих глицидиловые группы - 10-25%, продукт, полученный эпоксидированием олигомера гидроксифенилена из алкилрезорцина - 10-28%. Технический результат - повышение устойчивости композитной арматуры к длительному воздействию высоких температур, высокие показатели прочности, эластичности, устойчивость к агрессивным средам, высокая скорость отверждения связующего. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Способ получения полимерной композиции для труб // 2509786

Изобретение относится к области полимерного материаловедения, а именно к получению композиционного дисперсно-армированного материала для изготовления труб на основе полиэтилена низкого давления средней плотности марки ПЭ80Б и дисперсно-армирующего наполнителя. Способ получения композиционного дисперсно-армированного материала включает смешение полиэтилена ПЭ80Б и дисперсно-армирующего наполнителя, выбранного из рубленых углеродных волокон из полиакрилонитрила или из гидрата целлюлозы, в расплаве при температуре 180°С, с последующим механическим измельчением смеси до размеров гранул 2-5 мм с получением гранулированного композиционного материала. Далее проводят экструдирование гранулированного композиционного материала при температуре 180°С и скорости вращения валков 30 об/мин или прессование гранулированного композиционного материала при температуре 180°С и нагрузке 180 кН с получением композиционного дисперсно-армированного материала. Технический результат - упрощение технологического цикла изготовления композиционного дисперсно-армированного материала. 1 табл., 5 пр.

Полимерное связующее и препрег на его основе // 2510408

Изобретение относится к области высокомолекулярной химии, а именно к получению связующих для полимерных композиционных материалов (ПКМ), применяемых для изготовления конструкций на основе волокнистых углеродных наполнителей с рабочей температурой 200-400°C, и могут быть использованы в авиационной, аэрокосмической, автомобильной, судостроительной и других отраслях промышленности. Полимерное связующее для композиционных материалов состоит, мас.ч.: тетранитрил ароматической тетракарбоновой кислоты - 100, термопласт полиэфиримидный - 2-10, аминный отвердитель - 2-6. Предложен также препрег, включающий предлагаемое полимерное связующее и волокнистый наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: полимерное связующее - 30,0-40,0, волокнистый наполнитель - 60,0-70,0. В качестве волокнистого наполнителя используют стеклоткань или углеволокнистый наполнитель. Технический результат - создание высокопрочных изделий с сохранением прочности 80-90% от исходной при повышенной температуре до 400°C. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Композиция смолы с цепным механизмом отверждения и армированный волокнами композиционный материал // 2511450

Настоящее изобретение относится к композиции смолы с цепным механизмом отверждения для армированного волокнами композиционного материала. Описаны варианты композиции смолы с цепным механизмом отверждения для получения армированного волокнами композиционного материала, содержащего: алициклическое эпоксидное соединение (А), содержащее два оксида циклогексена в молекуле; и модифицированную эпоксидную смолу (В) бисфенольного типа А, представленную приведенной ниже формулой (1), где в модифицированной эпоксидной смоле (В) бисфенольного типа А каждый R1 представляет собой -СН(CH3)-, и R2 представляет собой оксиалкиленовую группу, и содержание алициклического эпоксидного соединения (А) составляет от 25 до 90 масс.%, где общее количество компонента (А) и компонента (В) принято за 100 масс.%: [Химическое соединение 1] в формуле (1) n представляет собой целое число, равное 1 или более. Также описан армированный волокнами композиционный материал, полученный путем формования указанной выше композиции смолы с цепным механизмом отверждения способом литьевого прессования полимера. Технический результат - снижение расхода энергии и сокращение продолжительности процесса отверждения смолы в сочетании с хорошей механической прочностью полученного отвержденного продукта. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 16 пр.

Обработанный полимочевиноуретаном шнур для приводного ремня и ремень // 2515321

Изобретение относится к технологии производства приводных ремней с эластичным шнуром, внедренным в эластомерную основу, содержащую полимочевиноуретановую клеевую композицию, пропитывающую шнур и покрывающую волокна. Композиция представляет собой продукт реакции полиуретанового форполимера и диаминного отвердителя или воды. Форполимер представляет собой продукт реакции имеющего компактные симметричные молекулы диизоцианата и сложного полиэфирполиола, простого полиэфирполиола или поликарбонатного полиола. Основа ремня может быть изготовлена из литьевого полиуретана, резины или термопластического эластомера. Шнур может содержать клеевое покрытие.4 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 табл., 4 ил., 20 пр.

Способ получения препрега для композиционных материалов // 2516526

Изобретение относится к области получения препрегов для создания композиционных материалов на основе непрерывных высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, которые могут быть использованы в различных областях техники, например, в вертолетостроении, авиации, автомобилестроении и судостроении. Способ получения препрега для композиционных материалов включает обработку многофиламентного сверхвысокомолекулярного волокна или ткани на его основе смесью фтора с гелием при давлении 0,01-0,1 МПа, длительности обработки 1-60 мин, температуре обработки 20-40°С с последующей пропиткой полимерными связующими на основе эпоксидиановой смолы. Многофиламентное сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно или ткань на его основе перед обработкой его смесью фтора с гелием подвергают дегазации при пониженном давлении. Изобретение позволяет получать из препрега высококачественные ультралегкие высокопрочные высокомодульные композиционные материалы, превосходящие по удельным свойствам материалы из необработанного волокна. 1 з.п. ф-лы, 5 табл., 4 ил.