Спосіб армування полімерного матеріалу для його подальшого зшивання

1. Спосіб армування полімерного матеріалу шляхом контактування полімерного і армувального матеріалів, який відрізняється тим, що як армувальний матеріал використовують порошкоподібний терморозширений графіт, який нагрівають до температури, що перевищує температуру плавлення полімерного матеріалу, та у нагрітому стані подають на полімерний матеріал із проплавленням поверхневого шару полімерного матеріалу й проникненням в його структуру, охолоджують по 3 термоелементами», що включає просочування наповнювача в прес-формі розплавом термопластичного полімеру, коли просочення здійснюють шляхом протікання розплаву через весь шар наповнювача з наступним витіканням надлишкового розплаву, при цьому використовується наповнювач із армуванням та/або термоелементами, а надлишковий розплав видаляють через отвори в нижній частині прес-форми. Обмеженням у застосуванні відомого способу за патентом на винахід RU № 2254237 є його мала ефективність через нанесення полімеру на наповнювач, що може призвести до розриву полімерних зв'язків, а отже зниження міцності готового матеріалу. За патентом на винахід RU № 2380227 відоме та взяте за найближчий аналог «Армування полімерних виробів за допомогою орієнтованих cмуг», де спосіб виготовлення багатошарового полімерного виробу, який є порожнім полімерним елементом і містить, принаймні, один армуючий шар, що складається з орієнтованого полімеру, і, принаймні, один основний шар полімеру, що знаходиться в безпосередньому контакті з, принаймні, частиною армуючого шару, у якому полімер основного шару є сумісним із орієнтованим полімером армуючого шару і має приблизно таку ж температуру плавлення, причому зазначений спосіб включає наступні кроки: (а) нанесення основного шару полімеру у виді струменя розплавленого полімеру на, принаймні, частину поверхні армуючого шару, і; (в) отверднення розплавленого полімеру на поверхні армуючого шару шляхом швидкого охолодження таким чином, щоб розплавлялася тільки незначна частина армуючого шару, при цьому армуючий шар накладають шляхом навивки зміцненої полімерної стрічки, що складається з орієнтованого полімеру навколо несучого порожнього полімерного елемента, а основний шар полімеру накладається поверх армуючого шару. Обмеженням у застосуванні відомого способу за патентом на винахід RU № 2380227 є його мала ефективність через нанесення полімеру на наповнювач, що призводить до розриву полімерних зв'язків, а отже й зниження міцності готового матеріалу. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу армування полімерного матеріалу для подальшого його зшивання, з метою забезпечення теплостійкості, міцності, довговічності, електропровідності зшитого полімеру, наприклад, полімерної плівки та можливості застосування способу при виготовленні деталей для в теплообмінних пристроїв, систем опалення, наприклад, «тепла підлога», трубопроводів тощо. Поставлена задача вирішується завдяки способу армування графеном полімерного матеріалу для його подальшого зшивання. Спосіб передбачає: - подачу на полімерний матеріал шару порошкоподібного терморозширеного графіту (ТРГ) із фракцією 200-500 мікрон, який попередньо розігрітий до температури, що перевищує температуру плавлення полімерного матеріалу; 63168 4 - проникнення розігрітого ТРГ у структуру полімерного матеріалу та рівномірне розподілення в ній у виді графену; - охолодження утвореної структури полімеру; - видалення з поверхні полімеру зайвого (не проникного у структуру полімерного матеріалу) ТРГ. Пропонований спосіб дозволяє армувати графеном, наприклад, полімерну плівку, подаючи на неї, наприклад, з бункера попередньо розігрітий ТРГ. Як пристрій для очищення зайвого ТРГ з поверхні полімерної плівки може бути застосований, наприклад, механічний ніж або ультразвуковий ніж. Фігури креслень: Фіг. 1 - структурна схема зв'язування атомів графену й полімеру; Фіг. 2 - технологічна схема введення ТРГ у полімерну плівку. Цифрами на фігурах позначені: 1 - полімерна плівка; 2, 3 - барабан із полімерною плівкою; 4 - бункер із розігрітим ТРГ; 5 - ТРГ; 6 - форсунка охолодження; 7 - пристрій для очищення з поверхні полімерної плівки зайвого ТРГ. Здійснення пропонованої корисної моделі може відбуватися наступним чином: На полімерний матеріал, наприклад на полімерну плівку 1 (фіг. 2), що з постійною лінійною швидкістю перемотується з барабана 2 на барабан 3, подають, наприклад, з бункера 4 порошкоподібний терморозширений графіт (ТРГ) 5, нагрітий до температури, яка дещо перевищує температуру плавлення полімерної плівки. Нагрітий порошкоподібний ТРГ 5, потрапляючи на полімерну плівку 1, проплавляє її поверхневий шар і проникає в структуру полімерної плівки на відповідну товщині графену глибину, після чого полімерну плівку разом із ТРГ, що знаходиться на її поверхні, охолоджують повітрям з форсунок 6. Зайвий шар ТРГ, що залишився на поверхні полімерної плівки, видаляють, наприклад, ультразвуковим ножем або механічним ножем. В полімерній плівці залишається відщеплений від ТРГ графеновий шар. Після повного перемотування полімерної плівки 1 з рулона 2 на рулон 3, полімерну плівку переставляють на місце рулона 2 і таким самим чином проводять обробку протилежної поверхні полімерної плівки. Графен являє собою двомірну гексагональну кристалічну решітку, що складається з атомів вуглецю (фіг. 1). Інакше кажучи, графен - це вуглецева шестигранна решітка товщиною всього в один атом. Графен є найміцнішим, найтеплопровіднішим і електропровідним з відомих матеріалів. Його можна представити як велику молекулу вуглеців двомірний полімер. Крайні атоми вуглецю в графені мають високу активність і здатність зв'язуватися з іншими атомами та між собою. Завдяки своїм властивостям, графени можуть виконувати функції теплопровідних, міцних і електропровідних містків в полімерному матеріалі, що 5 підвищить його теплопровідність, міцність та електропровідність. А насичений графеном полімер може бути застосований як сировина для виробництва зшитого полімеру й виготовлення з нього різноманітних деталей. Після зшивання полімерний матеріал, що армований графеном, за міцністю та коефіцієнтом температурного розширення буде наближатися до показників сталі, а за теплопровідністю - до показ Комп’ютерна верстка Мацело М. 63168 6 ників алюмінію. При цьому буде зберігатися висока хімічна стійкість, довговічність, теплостійкість та відсутність корозії, які притаманні зшитому полімеру. Технічним результатом є створення способу армування графеном полімерного матеріалу для подальшого зшивання й забезпечення підвищених показників теплостійкості, міцності, довговічності та електропровідності зшитого полімеру. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601