Спосіб одержання феромагнітної рідини

МПК6Н01 F 1/28 СПОСІБ ОДЕРЖУВАННЯ ФЕРОМАГНІТНОЇ РІДИНИ. Винахід відноситься до технології одержування феромагнітної рідини (ФМР) на основі вакуумного масла, яка може знайти застосування у магніторідинних пристроях, ідо працюють у глибокому вакуумі, у контакті з рідинними середовищами. Відомі способи одержування ФМР на основі високодисперсного магнетиту, шляхом його стабілізації поверхнево-активною речовиною (ПАР) та диспергування у рідині-носії (а.с. СРСР НІ 568598, кл. СОЇ G 49/08, HOI F 1/28, опубліковано у 1977 p.). За прототип вибраний спосіб одержування ФМР за а.с. СРСР № 649657, кл. СОЇ G 49/08, опублікований у 1979 р. Описаний спосіб передбачає осаджування високодисперсного магнетиту з водних розчинів солей двох- та трьохвалентного заліза аміаком, стабілізацію магнетиту олеіновою кислотою та пегпизацію застабілізованих часток магнетиту у дисперсному середовищі. Недоліком відомого способу (прототипу) є нестабільність фізикохімічних властивостей ФМР, тому що стабілізацію високодисперсного магнетиту ведуть гідрофільною олеіновою кислотою. Властивості олеїнової кислоти, як стабілізатора, не стабільні по складу і структурі молекули. Олеїнова та інші жирні кислоти добре стабілізують магнетит в середовищі вуглевоводнів, нафтових масел, але не забезпечують достатні стійкості високодисперсного магнетиту у вакуумних маслах. Це можливо пояснити інертністю вакуумних масел, їх стійкістю до окислення, тому що вони мають вузьку фракцію вуглеводнів, в які й відсутні ненасичені вуглеводні, як найбільш реакційноздатні. В основу винаходу поставлено завдання підвищення стабільності фізико-хімічних властивостей ФМР, при контакті ФМР з рідинними середовищами (вода, морська вода, електроліти) та при роботі у глибокому вакуумі. Для вирішення поставленої задачі згідно з запропонованим способом одержування ФМР, який передбачає осаджування високодисперсного магнетиту з водних розчинів солей двох- та трьохвалентного заліза аміаком, стабілізацію магнетиту (Fe3O4) та пепт^зацію застабілізованих часток магнетиту у дисперсному середовищі, стабілізацію магнетиту ведуть гідрофобною синтетичною нафтеновою кислотою "СНК(Д)-4", в якості дисперсного середовища використовують вакуумне масло. Синтетична гідрофобна нафетенова кислота "СНК(Д)-4" має стабільні склад і структуру молекули. Хімичний склад відповідає формулі СпН2п-г02, що відповідає структурі моноциклічних нафтенових кислот. (Зейналов Б.К., Шагиданов Э.Н., Нуриев Л.Г. "Современное состояние методов и технологии процессов окисления углеводородов в жидкой фазе с целью получения синтетических нафтеновых кислот", Баку, "Нефтехимия", 1986, № 6, с. 799.). Отже, заміна гідрофільної олеїнової кислоти гідрофобною синтетичною нафтеновою кислотою "СНК(Д)-4", яка має стабільний склад і структуру молекули та позбавлена домішок, дає можливість одержувати ФМР зі стабільними фізико-хімічними властивостями, що особливо важливо при переході на промисловий спосіб одержування ФМР. Синтетична нафтенова кислота "СНК(Д)-4", Кг= 199,6, що розроблена інститутом Нафтохімичних процесів ім. Ю.Г.Мамедалієва м. Баку, використовується як антисептик (для обробки деревини, шерсті та таке інше). Для роботи магніторідиних пристроїв (МРП) у глибокому вакуумі потрібні магнітні рідини на основі спеціальних масел з низькою пружністю парів, високою термічною стійкістю, хімічно інертних та з високою змащувальною здатністю. Цим вимогам відповідають вакуумні масла різних марок (ВМ-1, ВМ-3, ВМ-4, ВМ-5, ВМ-6, ВМ-7), але ж в якості дисперсного середовища використамс ВМ-3, як таке, що забезпечує найкраші результати. Спосіб полягає у наступному. Водні розчини солей двох- та трьохвалентного заліза групи сульфатів та хлоридів при молярному співвідношенні 1:2, вводять, не змішуючи іх, у 25%-и розчин аміака, взятого з надлишком при перемішуванні. Суміш підігрівають до 45°С, додають при перемішуванні стабілізатор, відстоюють на магніті та максимально видаляють воду. Застабілізований магнетит підігрівають до 50°С та диспергують у рідині-носії протягом однієї години при 80°С. Одержану ФМР центрифугують протягом однієї години при факторі розділення lOOOOg. Приклад. Розчиняють 81 rp. FeCb-6H2O у 300 мл дистильованої води, потім розчиняють 45 гр. FeSO4-4H2O у 300 мл дистильованої води при температурі 35°С. Розчини солей, не змішуючи їх попередньо, вводять у 175 мл 25%-ого розчину аміака при перемішуванні. Суміш підігрівають до 45°С і вводять поступово 8 мл гідрофобного стабілізатора "СНК(Д)4", не припиняючи підігріву до 50°С. При температурі 50°С та перемішуванні в суміш вводять ЗО мл вакуумного масла (ВМ-3) та нагрівають ії до 55°С. Відбувається відділення застабілізованого магнетиту (РезО4) від маточного розчину. Нагрівання припиняють, відстоюють на магніті 10-15 хв., зливають воду; промивають дистильованою водою до рН 8-^9, максимально зливають воду. Залишок при перемішуванні нагрівають до 50°С та додають 2 мл стабілізатору "СНК(Д)-4"і відділяють на магніті залишок води. Нагрівають при перемішуванні до 55-60°С та поступово додають 12 мл вакуумного масла (ВМ-3), відстоюють на магніті та максимально зливають воду. Одержану реакційну масу при перемішуванні нагрівають до 80°С та диспергують протягом однієї години. Одержану ФМР центрифугують протягом однієї години при lOOOOg, що дає можливість відокремити магнітну рідину з більш стійкою колоїдною дисперсною фазою. Рідина при цьому не розшаровується та має стабільні властивості: - намагніченність - 85 кА/м (11 00 Ге); - густина - 1,6 г/см3.