Спосіб одержання електропровідних графітонаповнених полімерів

1. Спосіб одержання електропровідних графітонаповнених полімерів, що включає полімеризацію мономера з одночасним наповненням графітом, який відрізняється тим, що як мономер використовують мономер-полімерну суміш гідроксіетилметакрилату з полівінілпіролідоном у співвідношенні 60-80 : 20-40, полімеризацію здійснюють при кімнатній температурі в присутності солей металів змінного ступеня окислення, а графіт беруть в кількості 50-300 мас. % від маси мономерполімерної суміші. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як сіль металу змінного ступеня окислення використовують FeSO4 у кількості 0,01-0,05%. (19) (21) a200806875 (22) 19.05.2008 (24) 10.02.2009 (46) 10.02.2009, Бюл.№ 3, 2009 р. (72) СУБЕРЛЯК ОЛЕГ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, ГРИЦЕНКО ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, СКОРОХОДА ВОЛОДИ МИР ЙОСИПОВИЧ, UA, ГІЩАК ХРИСТИНА ЯРОСЛАВІВНА, U A (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА", U A (56) SU, 1641841840, A1, 15.04.1991 UA, 11818, U, 16.01.2006 RU, 2166477, C1, 10.05.2001 RU, 2004114853, A, 10.09.2005 US, 6268407, B1, 31.07.2001 3 85656 властивостей, а також з можливістю їх регулювання. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі одержання електропровідних графітонаповнених полімерів, що включає полімеризацію мономера з одночасним наповненням графітом, згідно з винаходом, як мономер використовують мономер-полімерну суміш гідроксіетилметакрилату з полівінілпіролідоном у співвідношенні 60...80 : 20...40, полімеризацію здійснюють при кімнатній температурі в присутності солей металів змінного ступеня окиснення, наприклад, FeSO4 y кількості 0,01...0,05%, а графіт беруть в кількості 50... 300мас.% від маси мономер-полімерної суміші. Здійснення способу з використанням вказаних компонентів у заявлених кількостях та умовах забезпечує отримання електропровідних полімерів в одну стадію тривалістю 10-30хв, що забезпечується фізичною взаємодією між компонентами реакційного середовища, яка полягає в утворенні комплексу з переносом заряду між компонентами вихідної суміші, що і є причиною її високої реакційної здатності. Змішування компонентів системи проходить без ускладнень, завдяки невисокій в'язкості, тому розподіл наповнювача є однорідним. Полімеризація проходить з високою швидкістю навіть при концентрації FeSO40,01%, при кімнатній температурі, на повітрі в присутності кисню, на світлі, що дає можливість значно спростити та здешевити процес, скоротити його тривалість і розширити можливості його використання. В результаті одержані нові електропровідні матеріали з кращими експлуатаційними властивостями, здатні змінювати електропровідність в залежності від температури та вологості середовища. Зміна композиційного складу, вмісту наповнювача та умов 4 полімеризації дозволяє в широких межах регулювати час одержання полімерів та їх властивості. Для полімеризації використовували: гідроксіетилметакрилат (ГЕМА), очи щений та перегнаний у вакуумі (залишковий тиск 130Н/м 2, Ккип = 351К); полівінілпіролідон (ПВП) - високої очистки з молекулярною масою 10..50тис., феруму (II) сульфат марки х.ч., як наповнювач - графіт марки ГЛС-3 ГОСТ 5420-74. Одержані полімери аналізували на питому електропровідність (gv), яку визначали через вимірювання питомого опору композитів (r v), граничне водопоглинання (W), яке визначали ваговим методом за зміною маси зразка полімеру та коефіцієнт набрякання (k), який визначали за зміною розмірів сухого та набряклого зразків; поверхневу твердість (F) оцінювали за конічною точкою текучості на консистометрі Хеплера; час життєздатності композицій (tж) - час, протягом якого композиція зберігає текучість. Приклад 1. Мономер-полімерну композицію готували із співвідношенням ГЕМА : ПВП = 80 : 20мас.ч., вміст [FeSO4] = 0,05%. При цьому ПВП розчиняли в частині ГЕМА з додаванням 50мас% наповнювача графіта, в решті ГЕМА розчиняли FeSO4. Розчини змішували. Після цього, одержану суміш заливали у полімеризаційну форму. Полімеризацію проводили при кімнатній температурі, на повітрі в присутності кисню, на світлі. В результаті одержали композиційний графітонаповнений кополімер з наступними фізико-механічними та електричними характеристиками: r v = 35,3Oм×м, gv = 2,8 ´ 10-2Oм -1×м -1, F = 190МПа, W = 55%, k = 1,32, tж = 10хв (таблиця). Приклади 2-8 готували аналогічно прикладу 1. Таблиця Електричні та фізикомеханічні характеристики графітонаповнених полімерів № Склад композиції, Вміст гра[FeSО4],мас.% примас.ч фіту мас.% r v, Oм×м кл. ГЕМА ПВП 1. 80 20 0,05 50 35,3 2. 70 30 0,01 50 31,5 3. 70 30 0,05 50 29,5 4. 60 40 0,05 50 21,0 5. 70 30 0,05 20 6309,6 6. 70 30 0,05 100 0,29 7. 70 30 0,05 200 0,06 8. 70 30 0,05 300 0,03 Даний інтервал вмісту компонентів вихідної композиції та наповнювача вибраний з огляду її підвищеної в'язкості та найвищої швидкості поліКомп’ютерна в ерстка В. Клюкін gv, Oм -1×м -1 F, МПа W,% K tж, хв. 2,8 ´ 10-2 3,2 ´ 10-2 3,4 ´ 10-2 4,8 ´ 10-2 1,6 ´ 10-4 3,5 17,9 33,3 190 280 184 262 201 155 104 71 55 55 61 69 59 61 64 66 1,32 1,30 1,34 1,61 1,33 1,34 1,56 1,59 10 18 10 5 10 5 3 3 меризації, що перешкоджатиме осіданню частинок наповнювача та забезпечить високу швидкість завершення процесу. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601