×
04.04.2018
218.016.3145

Способ получения композитного материала

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002645007
Дата охранного документа
15.02.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для получения композитного материала, содержащего полимер на основе акриламида или метакриламида и углеродных нанотрубок. Сущность изобретения заключется в том, что способ получения композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок включает следующие этапы: обработка в ультразвуке раствора, содержащего акриламид или метакриламид, воду или кислоту, диметилсульфоксид с растворенными в нем фторированными углеродными нанотрубками; разбавление водой обработанного раствора с последующим центрифугирование разбавленного раствора; осаждение композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок из раствора в ампулах; разбавление композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок с последующей обработкой водного раствора в ультразвуковой ванне; фильтрование обработанного водного раствора композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок, промывка и сушка. Технический результат: обеспечение возможности снижения энергозатрат и времени получения композитного материала с высоким выходом композитного материала. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способу получения композитного материала, содержащего полимер на основе акриламида или метакриламида и углеродных нанотрубок, предназначенного для усиления механических свойств композиционных материалов на основе эпоксидных смол, модификации различных клеевых составов для получения суперконденсаторов и др.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ получения нанокомпозитного материала на основе полиолефинов и углеродных нанотрубок диспергированных путем ультразвуковой обработки, отличающийся тем, что углеродные нанотрубки в течение 0,5-1 ч механически растирают в воде с добавлением водорастворимого полимера с концентрацией 0,01-0,1 мас. %, после чего полученную суспензию диспергируют ультразвуком в течение 30 мин при максимальной температуре среды не выше 70°С с последующим нанесением ее на поверхность гранул полиолефина и сушкой полученных гранул нанокомпозита, содержащих до 0,5 мас. % углеродных трубок (RU 2490204 С1, опубл. 20.08.2013).

Недостатком известного композитного материала являются высокие энергозатраты и длительность получения композитного материала, невозможность получения ковров композитного материала.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ замещения фтора во фторированных углеродных нанотрубках путем химических реакций с различными реагентами, такими как амины, амиды, аминокислоты, аминоспирты и др. (В.Н. Хабашеску. Ковалентная функционализация углеродных нанотрубок: синтез, свойства и применение фторированных производных, Обзор. Успехи химии 80 (8), 2011, с. 739-760).

Недостатком наиболее близкого аналога является высокие энергозатраты и длительность получения композитного материала, сшивки трубок полимерными цепями, например, при использовании мочевины.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленной группы изобретений являются разработка способа получения композитного материала на основе акриламида или метакриламида и углеродных нанотрубок (АА или МАА)-углеродные нанотрубки.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является снижение энергозатрат и времени получения композитного материала с высоким выходом композитного материала.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ получения композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок, включает следующие этапы:

a) обработка в ультразвуке раствора, содержащего акриламид или метакриламид, воду или кислоту, диметилсульфоксид с растворенными в нем фторированными углеродными нанотрубками;

b) разбавление водой обработанного раствора с последующим центрифугированием разбавленного раствора;

c) осаждение композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок из раствора в ампулах;

d) разбавление композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок с последующей обработкой водного раствора в ультразвуке;

e) фильтрование обработанного водного раствора композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок, промывка и сушка.

Применяют однослойные или многослойный фторированные углеродные нанотрубки.

Концентрация фторированных углеродных нанотрубкок составляет 1-2 мг/г.

Дополнительно после этапа d) осуществляют нагрев при температуре 75-80°С композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок в присутствии концентрированных минеральных кислот, такие, как серная, азотная и др.

Дополнительно после этапа d) осуществляют взаимодействие композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок в присутствии щелочи и гипохлорита натрия. Применяют щелочи, содержащие металлы первой и второй группы таблицы Менделеева, такие как KOH, NaOH, Ва(ОН)2 и др.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения композитного материала на основе полимера и углеродных нанотрубок (УНТ) осуществляют следующим образом.

Приготавливают при комнатной температуре раствор, содержащий 5-7 мас. % акриамида (АА) или метакриламида (МАА), 1-5 мас. воды или 0,1-1 мас. % кислоты и остальное - диметилсульфоксид (ДМСО) с растворенными в нем фторированными углеродными нанотрубками (F-УНТ), при этом концентрация фторированных углеродных нанотрубок составляет 1-2 мг/г. В качестве кислоты при приготовлении вышеуказанного раствора применяют концентрированные минеральные кислоты, такие как соляная, серная, азотная и др.

Затем приготовленный раствор помещают в ультразвуковой концентратор, в котором раствор подвергался звуковой обработке при частоте 10 КГц в течение 20 мин, в результате которой происходит замещение фтора на АА или МАА с получением раствора композитного материала полимер (АА или МАА)-УНТ.

Далее полученный раствор композитного материала при комнатной температуре разбавляют водой в 10 раз и подвергают центрифугированию при 6000 об/мин в течение 15 мин. В результате центрифугирования полимер-УНТ осаждается в ампулах.

Затем композитный материал разбавляют водой, водный раствор подвергают обработке в ультразвуковой ванне при частоте 50 Гц в течение 10-15 мин для удаления оставшихся АА или МАА а также их полимеров, и остатков ДМСО. После чего обработанный водный раствор композитного материала пропускают через фильтр в 1 мкн, где композитный материал (АА или МАА)-УНТ отфильтровывается от воды (кислоты до нейтральной реакции), затем промывается ацетоном и высушивается в шкафу при температуре 125°С. В результате получается твердый конечный продукт в виде композитного материала полимер (АА или МАА)-УНТ.

Далее по необходимости после обработки в ультразвуковой ванне раствор композитного материала МАА-УНТ подвергают нагреву при температуре 75-80°С в присутствии концентрированных минеральных кислот (серная, хлорная, азотная и др.) для получения композитного материала полиакриловая кислота (ПАК)-УНТ или взаимодействию со щелочью и гипохлоритом натрия для получения композитного материала поливиниламин (ПВАМ)-УНТ.

Для получения композитного материала ПАК-УНТ, раствор композитного материала МАА-УНТ подвергается нагреву в 100-кратном избытке от массы композитного материала концентрированной HCl в течение 12 часов при 80°С. После чего отмывается избыток кислоты водой до нейтральной реакции раствора. Осаждают из водного раствора композитный материал ПАК-УНТ путем центрифугирования при 6 тыс. об/мин. Полученный осадок содержит примерно 98% воды, затем его заливают безводным изопропиловым спиртом, примерно в 10 кратном избытке, и удаляют воду за счет образования азеотропа, промывая избытком спирта на 1 мк фильтре.

Для получения композитного материала ПВАМ-УНТ, осуществляют взаимодействие раствора композитного материала МАА-УНТ с большим избытком щелочи (100-кратный по отношению к композитному материалу) и небольшим избытком гипохлорита натрия. После чего отмывают избыток щелочи водой до нейтральной реакции раствора, затем заливают безводным изопропиловым спиртом примерно в 10-кратном избытке и удаляют воду за счет образования азеотропа, промывая избытком спирта на 1 мкн фильтре.

В таблице 1 представлены результаты экспериментов заявленного способа.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергозатраты и время получения композитного материала с высоким выходом композитного материала, за счет выполнения способа при комнатной температуре, по сравнению с наиболее близким аналогом, в котором обработку ультразвуком осуществляют при температуре выше 130°С, например при использовании мочевины.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-4 из 4.
29.12.2017
№217.015.f3e5

Способ получения модифицированных углеродных нанотрубок

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении композиционных материалов на основе эпоксидных смол, клеевых составов, получении суперконденсаторов. Раствор, содержащий водорастворимую эпоксидную смолу ДЭГ-1, ТЭГ-1 или ЭГ-10 и воду, с добавкой фторированных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637687
Дата охранного документа: 06.12.2017
19.01.2018
№218.016.002a

Способ подготовки почвенной зоны под развитие картофеля и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к способу обработки почвы с одновременным внесением удобрений перед посадкой картофеля и устройству для его осуществления. Способ включает нарезку гребней, внесение удобрений в гребни, последующую посадку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629283
Дата охранного документа: 28.08.2017
12.07.2018
№218.016.7002

Способ ковалентной функционализации углеродных нанотрубок с одновременным ультразвуковым диспергированием для введения в эпоксидные композиции

Изобретение может быть использовано при изготовлении эпоксидных композиций. Поверхность углеродных нанотрубок (УНТ) фторируют путем обработки порошка не функционализированных нанотрубок газообразным фтором. Затем замещают фтор целевым молекулярным фрагментом в присутствии каталитических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660852
Дата охранного документа: 10.07.2018
12.12.2019
№219.017.ec8b

Способ получения модифицированных углеродных нанотрубок

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для усиления механических свойств композиционных материалов на основе эпоксидных смол, модификации клеевых составов, получения суперконденсаторов. В ультразвуковом концентраторе обрабатывают раствор, содержащий мочевину и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708596
Дата охранного документа: 09.12.2019
Показаны записи 1-10 из 11.
29.12.2017
№217.015.f3e5

Способ получения модифицированных углеродных нанотрубок

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении композиционных материалов на основе эпоксидных смол, клеевых составов, получении суперконденсаторов. Раствор, содержащий водорастворимую эпоксидную смолу ДЭГ-1, ТЭГ-1 или ЭГ-10 и воду, с добавкой фторированных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637687
Дата охранного документа: 06.12.2017
19.01.2018
№218.016.002a

Способ подготовки почвенной зоны под развитие картофеля и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к способу обработки почвы с одновременным внесением удобрений перед посадкой картофеля и устройству для его осуществления. Способ включает нарезку гребней, внесение удобрений в гребни, последующую посадку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629283
Дата охранного документа: 28.08.2017
12.07.2018
№218.016.7002

Способ ковалентной функционализации углеродных нанотрубок с одновременным ультразвуковым диспергированием для введения в эпоксидные композиции

Изобретение может быть использовано при изготовлении эпоксидных композиций. Поверхность углеродных нанотрубок (УНТ) фторируют путем обработки порошка не функционализированных нанотрубок газообразным фтором. Затем замещают фтор целевым молекулярным фрагментом в присутствии каталитических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660852
Дата охранного документа: 10.07.2018
01.11.2018
№218.016.98f6

Агрегат для формирования гребневидного почвенного фона с дифференцированным по слоям распределением минеральных удобрений под развитие картофеля

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к агрегатам для обработки почвы с одновременным внесением удобрений перед посадкой картофеля. Агрегат для формирования гребневидного почвенного фона с дифференцированным по слоям распределением минеральных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671145
Дата охранного документа: 29.10.2018
13.12.2018
№218.016.a65f

Способ оценки качества мяса рыб, зараженных диплостомозом

Изобретение относится к ветеринарно-санитарной экспертизе, а именно к определению качества рыбы при диплостомозе. Для этого в качестве биологического объекта используют хрусталик глаза рыбы, который раздавливают между стеклами и берут пробу для посева. Посев проводят на мясопептонный агар с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674651
Дата охранного документа: 12.12.2018
27.04.2019
№219.017.3c77

Способ получения композитного материала для активного электрода суперконденсатора

Изобретение относится к способу получения композитного материала для активного электрода суперконденсатора (СК), содержащего матрицу из термоокисленного полиметилметакрилата и наполнителя из однослойных углеродных нанотрубок. Способ получения композитного материала для активного электрода СК...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686115
Дата охранного документа: 24.04.2019
12.12.2019
№219.017.ec8b

Способ получения модифицированных углеродных нанотрубок

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для усиления механических свойств композиционных материалов на основе эпоксидных смол, модификации клеевых составов, получения суперконденсаторов. В ультразвуковом концентраторе обрабатывают раствор, содержащий мочевину и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708596
Дата охранного документа: 09.12.2019
24.06.2020
№220.018.2a59

Телеметрический снаряд

Изобретение относится к управляемым снарядам с бесконтактым срабатыванием на заданной дистанции полета, задаваемым внешним источником излучения, которые используют для исследовательских целей при отработке новых видов боеприпасов и совершенствовании штатных. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724066
Дата охранного документа: 19.06.2020
24.07.2020
№220.018.35d9

Способ проведения эпидурального катетера в подкожном канале при проведении двухсегментарной спинально-эпидуральной анестезии

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, и может быть использовано для постановки катетера в подкожном канале при проведении двухсегментарной спинально-эпидуральной анестезии. Для этого проводят модификацию спинномозговой иглы путем захвата иглы зажимом типа «москит»...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727234
Дата охранного документа: 21.07.2020
17.05.2023
№223.018.64ab

Способ фиксации эпидурального катетера под кожей поясничной области

Изобретение относится к области медицины, а именно к анестезиологии и интенсивной терапии и может быть использовано для фиксации эпидурального катетера в подкожном канале. Осуществляют формирование большого подкожного канала от места эпидурального доступа до выхода эпидурального катетера на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794407
Дата охранного документа: 17.04.2023
+ добавить свой РИД