×
27.12.2013
216.012.909e

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ УГЛЕРОДА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу модификации поверхности углерода окисью меди. Способ включает подготовку суспензии углерода в водном растворе ацетата меди при массовом соотношении С:HO:Cu(CHCOO)·HO=1:10…15:0,25…0,30, нагревание до 90…100°C, дозирование водного раствора едкого натра в суспензию углерода при мольном соотношении ацетата меди к едкому натру Cu(CHCOO)·HO:NaOH=1:1,05…1,2 в течение 20…30 минут, добавление водного раствора поверхностно-активного вещества - октилфенилового эфира полиэтиленоксида к углероду при массовом отношении ОФП:С=0,005…0,02:1. Затем выдерживают при перемешивании 10…15 минут, охлаждают до 25…30°C. Далее проводят отфильтровывание, промывание водой и сушку при температуре 90…100°C до постоянного веса. Изобретение позволяет модифицировать поверхность углерода окисью меди с максимальным выходом. 1 табл., 1 пр.
Основные результаты: Способ модификации поверхности углерода окисью меди, включающий подготовку суспензии углерода в водном растворе ацетата меди при массовом соотношении C:HO:Cu(CHCOO)·HO=1:10…15:0,25…0,30, нагревание до 90…100°C, дозирование водного раствора едкого натра в суспензию углерода при мольном соотношении ацетата меди к едкому натру Cu(CHCOO)·HO:NaOH=1:1,05…1,2 в течение 20…30 мин, добавление водного раствора поверхностно-активного вещества - октилфенилового эфира полиэтиленоксида к углероду при массовом отношении ОФП:С=0,005…0,02:1, выдерживание при перемешивании 10…15 мин, охлаждение до 25…30°C, отфильтровывание, промывание водой и сушка при температуре 90…100°C до постоянного веса.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения компонентов твердого ракетного топлива (ТРТ) баллиститного и смесевого типа с повышенными характеристиками горения, которые используют для увеличения дальности стрельбы, уменьшения разгара материала стволов, маскировки траектории и места старта ракеты.

Известно, что регулирование скорости горения и ее зависимости от температуры и давления в твердых ракетных топливах (ТРТ) осуществляется путем использования катализаторов горения. Наиболее эффективным способом введения их в топливную массу является метод химического осаждения на поверхность углерода в виде мелкодисперсного порошка.

Из литературы известно о высаживании оксидов металлов на наполнители: нитроцеллюлозу, октоген в статье (С.И.Яковлев «Механизм действия катализаторов на горение порохов». Физика горения и взрыва, 1991. т.27, №1, с.33-36).

Известно, что применение оксидов металлов, например, оксида меди, позволяет ускорить разложение октогена, что способствует повышению скорости горения и снижению его зависимости от давления.

Известен ряд статей по высаживанию оксидов металла на кристаллы октогена из солей тяжелых металлов и органических кислот (Степанов Р.С.с сотрудниками, Физика горения и взрыва, 1999. т.35, №3, с.52-56; 2000. т.36, №5, с.74-77; 2004. Т.40, №5, с.86-90).

Все приведенные методы получения оксида меди на поверхности окто-гена связаны с применением органического растворителя, который после осаждения осадка необходимо либо отогнать, либо испарить при перемешивании с открытой поверхности.

В работе института химии и химической технологии СО РАН, г.Красноярск «Свойства модифицированных медью пористых углеродных материалов, полученных пиролизом металлзамещенной целлюлозы и древесины осины» («Химия растительного сырья», 2001, №4, с.59-64) исследованы свойства пористых углеродных материалов, полученных пиролизом модифицированных ионами Си образцов сульфитной целлюлозы и древесины осины. В этой работе для приготовления металлсодержащих пористых углеродных материалов применяется метод внедрения соединений меди в целлюлозный материал с последующей карбонизацией при повышенных температурах. Например, опилки осины с фракцией ≤2 мм пропитывалась водным растворами Cu(NO3)2, Cu(CH3COO)2, Cu(NH3)n(OH)2 различной концентрации. Избыток раствора удаляли фильтрованием и высушивали до воздушно-сухого состояния. Пиролиз образцов осуществляли в кварцевом реакторе при температурах до 600°C.

Недостатком такого метода является недостаточно высокое содержание Cu+2 в углеродном материале.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в разработке способа модификации поверхности углерода в виде дисперсии окиси меди в водном растворе ацетата меди с максимальным выходом в присутствии поверхностно-активного вещества. Проведение процесса в воде исключает его пожароопасность.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что готовят суспензию углерода в водном растворе ацетата меди при массовом соотношении C:H2O:Cu(CHCOO)2·H2O=1:10…15:0,25…0,3, нагревают до 90…100°C и дозируют водный раствор едкого натра в суспензию углерода при мольном соотношении ацетата меди к едкому натру Cu(CH3COO)2·H2O:NaOH=1:1,05…1,2 в течение 20…30 минут и добавляют водный раствор поверхностно-активного вещества - октилфенилового эфира полиэтиленоксида (ОФП) при массовом отношении ОФП:С=0,005…0,02:1 выдерживают при перемешивании 10…15 минут, охлаждают до 25…30°C, отфильтровывают, промывают водой, сушат при температуре 90…100°C до постоянного веса.

Медные соли при термораспаде образуют мелкодисперсные частицы окиси меди, снижающие температуру разложения в составах, и оказывают положительное влияние на характеристики горения.

Выделенный углерод, покрытый окисью меди, представляет собой порошок черного цвета, который хорошо рассыпается, не комкуется, не слеживается.

Осаждение кристаллов окиси меди происходит в момент их образования, что обеспечивает их высокую дисперсность.

Адгезия кристаллов окиси меди достигается за счет использования поверхностно-активного вещества - октилфенилового эфира полиэтиленоксида (ОФП).

Высаживание окиси меди протекает в две стадии по схеме:

Cu(CH3COO)2+NaOH↔Cu(OH)(CH3COO)+CH3COONa

На первой стадии образуется оксиацетат меди, который при нагревании переходит в окись меди.

Cu(OH)(CH3COO)↔CuO|+CH3COOH

Продолжительность процесса осаждения окиси меди на углерод составляет ~ 20…30 минут.

Температурные пределы процесса высаживания окиси меди на углерод составляют 90…100°C. Снижение температуры ниже 90 C приводит к замедлению процесса гидролитического распада оксиацетата меди. Верхний предел ограничен температурой кипения воды (таблица 1, опыт 4-5).

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице, в которой приведены параметры технологического процесса, осаждения дисперсии окиси меди на углероде.

Таблица
п/п Соотношение С:H2O:Cu(CHCOO)2H2O, (мас.ч) Температура, °C Соотношение Cu(CH3COO)2H2O:NaOH (моли) Время дозировки, (мин) Концентрация ОФП, % Время выдержки, мин Выход окиси меди, %
1 2 3 4 5 6 7 8
1 1:8:0,21 80 1:0,9 10 0,003 7 96,8
2 1:10:0,25 90 1:1,05 15 0,005 10 99,6
3 1:12:0,27 95 1:1,1 20 0,01 12 99,7
4 1:15:0,3 100 1:1,2 30 0,02 15 99,9
5 1:20:0,3 100 1:1,3 40 0,02 20 98,1

Массовое соотношение оощего количества воды и углерода составляет 10…15:1, что связано с хорошим перемешиванием массы. Увеличение количества воды способствует снижению производительности аппарата.

Массовое соотношение ОФП к углероду составляет 0,005…0,02 это позволяет почти полностью высадить оксид меди на углерод.

Время дозирования водного раствора едкого натра составляет 20…30 минут. Уменьшение времени дозировки способствует образованию агломератов кристаллов окиси меди. Увеличение времени более 30 минут способствует увеличению производственного цикла.

Пример выполнения предлагаемого изобретения.

В обогреваемый реактор, снабженный механической мешалкой, термопарой и воронкой для дозирования, помещают раствор, состоящий из 1500 мас.ч. воды и 25…30 мас.ч. ацетата меди, включают перемешивание и загружают 100 мас.ч. углерода технического, нагревают до 90° и дозируют водный раствор едкого натра при мольном соотношении ацетат меди и едкого натра - 1:1,05…1,2 в течение 20…30 минут. После окончания дозировки приливают водный раствор поверхностно-активного вещества в количестве 0,02 мас.ч. к углероду и выдерживают 10…15 минут. Состав охлаждают до 25…30°C, отфильтровывают, сушат при 90-100°C до постоянного веса. Выход окиси меди на углерод составляет 99,6…99,9% (таблица 1, опыт 2-4).

Положительный эффект изобретения состоит в получении дисперсии окиси меди и высаживание ее на углерод. Полученный продукт - компонент, состоящий из углерода с осажденной дисперсией окиси меди с использованием ОФП, применяется для изготовления баллиститного состава, так и смесевого твердого ракетного топлива.

Приготовление состава осуществляется по технологии получения баллиститного топлива, а именно, состоит из приготовления топливной массы, отжим, вальцевание, сушка и формование топливных элементов.

Улучшение характеристик горения достигается за счет равномерного дисперсионного осаждения окиси меди на углерод на молекулярном уровне и равномерного распределения по всей поверхности. Предлагаемый способ модификации поверхности углерода для льдообразующего состава проверен в промышленных условиях ОАО «НИИПМ».

Способ модификации поверхности углерода окисью меди, включающий подготовку суспензии углерода в водном растворе ацетата меди при массовом соотношении C:HO:Cu(CHCOO)·HO=1:10…15:0,25…0,30, нагревание до 90…100°C, дозирование водного раствора едкого натра в суспензию углерода при мольном соотношении ацетата меди к едкому натру Cu(CHCOO)·HO:NaOH=1:1,05…1,2 в течение 20…30 мин, добавление водного раствора поверхностно-активного вещества - октилфенилового эфира полиэтиленоксида к углероду при массовом отношении ОФП:С=0,005…0,02:1, выдерживание при перемешивании 10…15 мин, охлаждение до 25…30°C, отфильтровывание, промывание водой и сушка при температуре 90…100°C до постоянного веса.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 54.
10.01.2013
№216.012.17a1

Смеситель для смешения компонентов взрывчатого состава

Изобретение относится к области смешения взрывчатых составов, а также может найти применение в качестве предварительного смесителя в других отраслях химической промышленности. Смеситель содержит цилиндрический корпус, состоящий из двух шарнирно соединенных полукорпусов с выходным отверстием,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471541
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1879

Способ модификации октогена

Изобретение относится к модификации октогена эпоксидным соединением с отвердителем, которое способно изменять физико-механические характеристики взрывчатых веществ (ВВ). Способ модификации октогена заключается в том, что готовят раствор эпоксидной смолы Э-44 во фреоне, перемешивают при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471757
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.187a

Способ модификации октогена

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к получению компонентов для смесевого ракетного твердого топлива с высокими энергетическими характеристиками. Способ модификации октогена включает высаживание компонента, характеризующийся тем, что в бутадиенстирольный латекс с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471758
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18b2

Способ получения высокодисперсного диметилового эфира полиоксиметиленгликоля

Изобретение относится к способу получения высокодисперсного диметилового эфира полиоксиметиленгликоля - компонента низкотемпературных баллиститных порохов. Способ получения высокодисперсных диметиловых эфиров полиоксиметиленгликолей осуществляют полимеризацией триоксана в среде тетрахлорметана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471814
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19fc

Способ ультразвукового контроля изделия

Использование: для ультразвукового контроля изделия. Сущность: заключается в том, что осуществляют ввод излучающим преобразователем ультразвуковых колебаний в изделие, прозвучивание свода изделия импульсами ультразвуковых колебаний и прием прошедших свод изделия ультразвуковых колебаний в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472144
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1ca4

Термопластичный бронесостав для покрытия вкладного заряда смесевого медленногорящего твердого ракетного топлива

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к разработке бронирующего состава для вкладного заряда смесевого медленногорящего твердого ракетного топлива. Бронесостав содержит, мас.%: ацетилцеллюлозу 44-50, триэтил-о-ацетилцитрат 46-52, бета-(2,4 динитрофенокси)этанол 3,0-3,7 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472826
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1edc

Установка для удаления смесевого твердого топлива из корпуса малогабаритного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке установки для очистки металлических корпусов малогабаритных ракетных двигателей от смесевого твердого топлива на основе синтетических каучуков, перхлората аммония и алюминиевого порошка. Установка для удаления смесевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473401
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2bb0

Воспламенитель заряда твердого ракетного топлива

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при изготовлении заряда твердого ракетного топлива к ракетному двигателю или газогенератору. Воспламенитель заряда твердого ракетного топлива выполнен в виде навески воспламенительного состава, размещенной в корпусе из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476711
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.03.2013
№216.012.2fb2

Брикетированное твердое топливо

Изобретение относится к области разработки эффективного брикетированного твердого топлива для бытовых отопительных печей, каминов, подогревательных устройств теплового водоснабжения, автономных электрогазогенераторов. Описано брикетированное твердое топливо, включающее отсевы активного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477745
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.04.2013
№216.012.3ac4

Заряд твердого ракетного топлива

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к заряду твердого ракетного топлива для сбрасываемого стартового двигателя, располагаемого внутри камеры сгорания маршевого ракетно-прямоточного двигателя. Заряд с щелевыми вырезами в задней части содержит органопластиковый корпус...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480605
Дата охранного документа: 27.04.2013
Показаны записи 1-10 из 74.
10.01.2013
№216.012.17a1

Смеситель для смешения компонентов взрывчатого состава

Изобретение относится к области смешения взрывчатых составов, а также может найти применение в качестве предварительного смесителя в других отраслях химической промышленности. Смеситель содержит цилиндрический корпус, состоящий из двух шарнирно соединенных полукорпусов с выходным отверстием,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471541
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1879

Способ модификации октогена

Изобретение относится к модификации октогена эпоксидным соединением с отвердителем, которое способно изменять физико-механические характеристики взрывчатых веществ (ВВ). Способ модификации октогена заключается в том, что готовят раствор эпоксидной смолы Э-44 во фреоне, перемешивают при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471757
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.187a

Способ модификации октогена

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к получению компонентов для смесевого ракетного твердого топлива с высокими энергетическими характеристиками. Способ модификации октогена включает высаживание компонента, характеризующийся тем, что в бутадиенстирольный латекс с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471758
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18b2

Способ получения высокодисперсного диметилового эфира полиоксиметиленгликоля

Изобретение относится к способу получения высокодисперсного диметилового эфира полиоксиметиленгликоля - компонента низкотемпературных баллиститных порохов. Способ получения высокодисперсных диметиловых эфиров полиоксиметиленгликолей осуществляют полимеризацией триоксана в среде тетрахлорметана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471814
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19fc

Способ ультразвукового контроля изделия

Использование: для ультразвукового контроля изделия. Сущность: заключается в том, что осуществляют ввод излучающим преобразователем ультразвуковых колебаний в изделие, прозвучивание свода изделия импульсами ультразвуковых колебаний и прием прошедших свод изделия ультразвуковых колебаний в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472144
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1ca4

Термопластичный бронесостав для покрытия вкладного заряда смесевого медленногорящего твердого ракетного топлива

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к разработке бронирующего состава для вкладного заряда смесевого медленногорящего твердого ракетного топлива. Бронесостав содержит, мас.%: ацетилцеллюлозу 44-50, триэтил-о-ацетилцитрат 46-52, бета-(2,4 динитрофенокси)этанол 3,0-3,7 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472826
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d2d

Способ экспериментальной оценки безопасности пуска авиационной ракеты с вкладным зарядом твердого топлива

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способам оценки безопасности пуска авиационных ракет с ракетным двигателем твердого топлива из-под фюзеляжа самолета-носителя. При экспериментальной оценке безопасности пуска авиационной ракеты с вкладным зарядом твердого топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472963
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1edc

Установка для удаления смесевого твердого топлива из корпуса малогабаритного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке установки для очистки металлических корпусов малогабаритных ракетных двигателей от смесевого твердого топлива на основе синтетических каучуков, перхлората аммония и алюминиевого порошка. Установка для удаления смесевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473401
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2bb0

Воспламенитель заряда твердого ракетного топлива

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при изготовлении заряда твердого ракетного топлива к ракетному двигателю или газогенератору. Воспламенитель заряда твердого ракетного топлива выполнен в виде навески воспламенительного состава, размещенной в корпусе из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476711
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.03.2013
№216.012.2fb2

Брикетированное твердое топливо

Изобретение относится к области разработки эффективного брикетированного твердого топлива для бытовых отопительных печей, каминов, подогревательных устройств теплового водоснабжения, автономных электрогазогенераторов. Описано брикетированное твердое топливо, включающее отсевы активного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477745
Дата охранного документа: 20.03.2013
+ добавить свой РИД