Спосіб одержання гетерогенних полімерних систем на основі нанодисперсних металевих наповнювачів

Реферат: Спосіб одержання гетерогенних полімерних композицій, в які вводять нанорозмірні частинки наповнювача під дією високовольтного розряду. В масі полімеру розміщують металевий провідник, вибух якого дає можливість отримати наночастинки з одночасним рівномірним їх розподілом в полімерній матриці. UA 80988 U (12) UA 80988 U UA 80988 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Дана корисна модель належить до способів отримання металомістких матеріалів та композицій, тонко- та товстоплівкових композиційних матеріалів, металополімерів, для розробки функціональних елементів в електроніці, електротехніці, оптиці, акустиці. Активне заміщення традиційних матеріалів полімерними проходить завдяки наповненим полімерним композиціям, компоненти яких при взаємодії один з одним та полімерною матрицею здатні виявляти синергетичний ефект. Поєднання наповнювача з полімерною матрицею дозволяє отримувати матеріали з керованими фізико-механічними та експлуатаційними властивостями. В наш час одним із перспективних напрямків є створення полімерних нанокомпозитів, які формуються в результаті змішування полімерів і наповнювачів, що мають нанорозмірні частинки. Для отримання наночастинок з підвищеною активністю перспективні технології, в основу яких поставлено імпульсні процеси з високими швидкостями зміни термодинамічних параметрів системи. Одна з таких технологій - електричний вибух провідника. Однак актуальною проблемою отримання гетерогенних полімерних систем, які містять як наповнювач нанодисперсні частинки металів, являється процес суміщення полімерної матриці з відповідним інгредієнтом [1]. Для вирішення цієї проблеми використовують різні методи (в залежності від типу нанонаповнювача, який вводиться в полімер): це золь гель-технології; методи синтезу, в якому полімеризація і утворення неорганічного скла проходять одночасно; сумісне осадження парів металу та активного мономеру; змішування полімеру з наповнювачем у розтопі або екструзією. Однак використання цих методів вимагає тривалого часу та затрат і має певні недоліки [2]. Прототипом даної корисної моделі є спосіб отримання полімерних композицій, в яку вводять нанорозмірні феритові частинки, при цьому на розплав діють високовольтним електричним розрядом. [3]. Недоліком прототипу є те, що в полімерних матрицях, які слугують основою матеріалу, не вдається отримати рівномірний розподіл частинок наповнювача в усьому об'ємі полімерної матриці, уникнути коагуляції частинок, забезпечити максимальний контакт на межі розподілу фаз полімер-наповнювач, уникнути деструктивних змін в структурі матриці. Корисна модель направлена на отримання рівномірного розподілу частинок наповнювача в усьому об'ємі полімерної матриці, забезпечення максимального контакту на межі розподілу фаз полімер-наповнювач, уникнення деструктивних змін в структурі матриці. Поставлена задача вирішується тим, що в масі полімеру розміщують металевий провідник, вибух якого дає можливість отримати наночастинки металу з одночасним рівномірним їх розподілом в полімерній матриці. Для цього виготовлена спеціальна кювета, в яку засипається полімер і в цю масу поміщається лінійний провідник. В процесі електричного вибуху провідника відбувається рівномірний розподіл шляхом природного перемішування нанодисперсного металу, що приводить до утворення гетерогенної полімерної системи. Вибух провідника відбувається завдяки наявності високовольтного джерела постійної напруги типу АИИ-70 (U=10kB), високовольтного конденсатора ємністю 6,6 мкФ та перемикаючої системи. При цьому енергії електричного поля, яка вивільняється в результаті закорочування провідника достатньо для його вибуху. Так у випадку мідного провідника довжиною 66 мм та перерізом (0,08 × 0,58) мм отримані наночастинки Ø 40 нм, об'ємний вміст наповнювача регулюється ваговим методом. Після пресування зразків в Т-р режимі утворюються монолітна гетерогенна полімерна система (ГПС) з однорідним розподілом наповнювача. Інфрачервоний спектр вихідного полімеру та отриманої ГПС вказує на відсутність деструктивних змін в структурі матриці, яка зазнала впливу зовнішньої енергії, отриманої в результаті вибуху провідника. Отримані таким чином ГПС мають специфічні властивості в об'ємі 2 наповнювача в 10 раз меншому, ніж композити з низько дисперсними аналогічними наповнювачами. Запропонований метод створення композиційних полімерних систем дозволяє отримати матеріали, які володіють покращеним комплексом фізико-механічних та теплофізичних властивостей, більш економічно вигідні. Це дозволяє рекомендувати даний метод для широкого впровадження в виробництво ГПС. Джерела інформації: 1. А.И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М.: Физматли, 2005.-416 с. 2. Пахаренко В.А., Киреенко Е.М. Наполненные термопласты. - К.: "Технико", 1985.-167 с. 3. Патент на изобретение RU 2315382 СІ H01F 10/00, H01F 1/113, 01.2006 г. 1 UA 80988 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб одержання гетерогенних полімерних композицій, в які вводять нанорозмірні частинки наповнювача під дією високовольтного розряду, який відрізняється тим, що в масі полімеру розміщують металевий провідник, вибух якого дає можливість отримати наночастинки з одночасним рівномірним їх розподілом в полімерній матриці. Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 2