Порошкоподібний діоксид титану та спосіб його одержання полуменевим гідролізом

1. Порошкоподібний діоксид титану, одержаний полуменевим гідролізом, який знаходиться у вигляді агрегатів первинних частинок, який відрізняється тим, що: - він має площу поверхні БЕТ, яка дорівнює від 20 до 200м2/г, і - напівширина (НШ), виражена в нанометрах, розподілу первинних частинок має значення в діапазоні НШ [нм]=а ´ БЕТf, де а=670 ´ 10-9 м3/г та -1,3 £ f £ 1,0, і - частка частинок, які мають діаметр, що перевищує 45 мкм, знаходиться в діапазоні від 0,0001 до 0,05 мас. %. 2. Порошкоподібний діоксид титану за п. 1, який відрізняється тим, що площа поверхні БЕТ знаходиться в діапазоні від 40 до 60м2/г. 3. Порошкоподібний діоксид титану за п. 2, який відрізняється тим, що розподіл частинок за розмірами характеризується тим, що 90% первинних частинок мають діаметр в діапазоні від 5 до 100нм. 4. Порошкоподібний діоксид титану за п. 2 або 3, який відрізняється тим, що діаметр еквівалентної 2 (19) 1 3 83096 4 16. Спосіб одержання полуменевим гідролізом порошкоподібного діоксиду титану за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що галогенід титану, переважно тетрахлорид титану, випарюють при температурі нижче 200°С, пару подають у камеру змішування за допомогою газу-носія, який має вміст пари в діапазоні, що становить від 1 до 25г/м3, незалежно від цього водень, первинне повітря, яке може бути збагачене киснем і/або попередньо підігріте, і пару подають у камеру змішування, причому частка пари знаходиться в діапазоні від 1 до 25г/м3 первинного повітря, а значення параметра лямбда знаходиться в діапазоні від 1 до 9, і значення параметра гамма знаходиться в діапазоні від 1 до 9, після чого суміш, яка містить пару галогеніду титану, водень, повітря та пару, підпалюють пальником і полум'я заповнює всю реакційну камеру, захищену від доступу повітря навколишнього середовища, причому у реакційній камері створюють вакуум, який становить від 1 до 200мбар, швидкість виходу реакційної суміші з камери змішування в реакційний простір знаходиться в діапазоні від 10 до 80м/с, крім того, у реакційну камеру подають вторинне повітря, у якому відношення кількості первинного повітря до кількості вторинного повітря становить від 10 до 0,5, після чого утворену тверду речовину відокремлюють від газоподібних речовин, з наступною обробкою парою. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що пару подають у камеру змішування разом з повітрям. 18. Застосування одержаного полуменевим гідролізом порошкоподібного діоксиду титану за будьяким з пп. 1-15 для термостабілізації силіконів. 19. Застосування одержаного полуменевим гідролізом порошкоподібного діоксиду титану за будьяким з пп. 1-15 у сонцезахисних засобах. 20. Застосування одержаного полуменевим гідролізом порошкоподібного діоксиду титану за будьяким з пп. 1-15 як каталізатора, як носія каталізатора, як фотокаталізатора та як абразиву для приготування дисперсій. Даний винахід стосується одержаного полуменевим гідролізом порошкоподібного діоксиду титану та його одержання і застосування. Відомо, що діоксид титану можна одержати пірогенними способами. Відомо, що пірогенні способи включають полуменеве окиснення або полуменевий гідроліз. При полуменевому окисненні попередник діоксиду титану, наприклад, тетрахлорид титану, окиснюється киснем за рівнянням 1a. При полуменевому гідролізі утворення діоксиду титану здійснюється внаслідок гідролізу попередника діоксиду титану і вода, необхідна для гідролізу, утворюється при згорянні паливного газу, наприклад, водню та кисню (рівняння 1b). TiCl4+O2→TiO2+2Cl2 (рівняння 1a) TiCl4+2 H2O→TiO2+4HCl (рівняння 1b) В EP-A-1231186 заявлений діоксид титану, який має площу поверхні БЕТ (визначену за ізотермою Брунауера-Емета-Телера), що дорівнює від 3 до 200м2/г, із залежним від маси діаметром D9O частинок, що дорівнює 2,2мкм або менше. У прикладах застосування відзначені діаметри D9O, що дорівнюють від 0,8 до 2,1мкм. Крім того, одержують діоксид титану, який має площу поверхні БЕТ, що дорівнює від 3 до 200м2/г, і константу розподілу n, що дорівнює 1,7 або більше, розраховану за формулою R=100exp(-bDn), де D означає діаметр частинки та b є константою. Значення п одержують за трьома значеннями D10, D5O та D9O, які зв'язані одне з одним приблизно лінійною залежністю. Діоксид титану одержують полуменевим окисненням тетрахлориду титану й окиснювального газу, перед реакцією вихідні матеріали попередньо нагрівають до температури, що дорівнює не менше 500°C. У кращих варіантах здійснення швидкість реакційної суміші дорівнює 10м/с або більше та час перебування в реакційному об'ємі дорівнює 3с або менше. В ЕР-А-778812 описаний спосіб одержання діоксиду титану шляхом комбінації полуменевого окиснення та полуменевого гідролізу. Для цього тетрахлорид титану в пароподібному стані та кисень змішують у зоні реакції та суміш нагрівають у полум'ї, що утворюється при згорянні вуглеводню, який застосовується як паливний газ. Тетрахлорид титану подають у центральну ділянку реактора, кисень подають у трубчасті патрубки, що оточують центральну ділянку, і паливний газ подають у трубчасті патрубки, що оточують ті патрубки, по яких подається тетрахлорид титану та кисень. Краще використовувати полуменевий реактор з ламінарною дифузією. У цьому способі можна одержувати порошкоподібний діоксид титану, який має велику активну поверхню та який містить значну частку модифікації анатазу. В ЕР-А-778812 не наведена інформація про структуру та розміри первинних частинок і агрегатів. Однак ці характеристики є такими, які важливі для багатьох галузей застосування, наприклад, у косметиці або як абразив у дисперсіях для електронної промисловості. Згідно з ЕР-А-778812 механізм утворення діоксиду титану включає і полуменеве окиснення (рівняння 1a), і полуменевий гідроліз (рівняння 1b). Хоча різні механізми дозволяють регулювати утворення 5 фракції анатазу, неможливо забезпечити конкретний розподіл первинних частинок та агрегатів. Іншим недоліком способу, як відзначено в US-А20002/0004029, є неповна конверсія тетрахлориду титану та паливного газу і викликане цим забарвлення діоксиду титану в сірий колір. За даними US-A-20002/0004029 ці утруднення вдається обійти шляхом використання п'яти труб, а не трьох труб, як це описано в ЕР-А-778812. Для цього в полуменевий реактор одночасно завантажують пару тетрахлориду титану, аргон, кисень, водень і повітря. Недоліком цього способу є застосування дорогого інертного газу аргону та низький вихід діоксиду титану внаслідок низьких концентрацій тетрахлориду титану в реакторному газі. Порошкоподібний діоксид титану, одержаний полуменевим гідролізом, протягом тривалого часу продає фірма Degussa під назвою P 25. Він являє собою тонкоподрібнений порошкоподібний діоксид титану, який має питому площу поверхні, що дорівнює 50±15м2/г, середній розмір первинних частинок, що дорівнює 21нм, ущільнену об'ємну густину, що дорівнює (наближене значення) 130г/л, вміст HCl, менший або рівний 0,300мас.%, і залишок на ситі за Мокером (45мкм), менший або рівний 0,050%. Цей порошок має гарні для багатьох галузей застосування характеристики. Попередній рівень техніки демонструє широкий інтерес до одержаного за пірогенною технологією діоксиду титану. У зв'язку з цим виявлено, що звичайний родовий термін "пірогенний", тобто одержаний полуменевим гідролізом і полуменевим окисненням, не є адекватним описом діоксиду титану. Внаслідок складності пірогенних технологій можна належним чином регулювати лише деякі параметри речовини. Діоксид титану, зокрема, застосовується в каталізаторах, наприклад, фотокаталізаторах, у косметиці, наприклад, у сонцезахисних засобах, як абразив у вигляді дисперсій в електронній промисловості та для термостабілізації полімерів. Для цих галузей застосування висуваються все зростаючі вимоги до чистоти та структури діоксиду титану. Так, наприклад, важливо, щоб при використанні діоксиду титану як абразиву у дисперсіях, діоксид титану мав гарну здатність до диспергування та містив якнайменше крупнозернистих частинок, які можуть подряпати поверхню, яку полірують. Об'єктом даного винаходу є порошкоподібний діоксид титану, який має високу чистоту, легко диспергується та містить якнайменше крупнозернистої фракції. Об'єктом даного винаходу також є спосіб одержання порошкоподібного діоксиду титану. При цьому спосіб повинен бути придатний для застосування в промисловому масштабі. Даний винахід стосується одержаного полуменевим гідролізом порошкоподібного діоксиду титану, який знаходиться у вигляді агрегатів первинних частинок, який характеризується тим, що - він має площу поверхні БЕТ, що дорівнює від 20 до 200м2/г, і 83096 6 - напівширина, НШ, виражена в нанометрах, розподілу первинних частинок, має значення у діапазоні НШ [нм]=a×BETf, де а=670×10-9м3/г та 1,3≤f≤1,0 і - частка частинок, які мають діаметр, що перевищує 45мкм, знаходиться в діапазоні від 0,0001 до 0,05мас.%. Термін "первинні частинки" у контексті даного винаходу означає частинки, які утворюються при реакції на самому початку і які при подальшому протіканні реакції можуть зливатися з утворенням агрегатів. Термін "агрегат" у контексті даного винаходу означає первинні частинки подібної структури та розміру, які злилися одна з одною і площа поверхні яких менша суми площ поверхонь окремих ізольованих первинних частинок. Деякі агрегати або також і первинні частинки можуть додатково об'єднуватися один (одна) з одним (одною) з утворенням агломератів. Агрегати або первинні частинки розташовані близько один (одна) до одного (одної) у формі точкових об'єктів. Залежно від ступеня злиття агломерати можуть руйнуватися при впливі енергії. З іншого боку, агрегати можуть руйнуватися тільки при впливі значної енергії або навіть взагалі не можуть руйнуватися. Існують проміжні форми. Середню напівширину, НШ, розподілу первинних частинок (у чисельному вигляді) визначають шляхом аналізу зображень на фотографіях, отриманих за допомогою ТЕМ (трансмісійна електронна мікроскопія). У контексті даного винаходу середня напівширина є функцією площі поверхні БЕТ з константою f, причому -1,3≤f≤-1,0. Краще, якщо середня напівширина може знаходитися в діапазоні значень -1,2≤f≤-1,1. Для забезпечення сприятливих характеристик порошку, пропонованого в даному винаході, наприклад, для полірування поверхонь, він повинен мати велику площу поверхні БЕТ, вузький розподіл первинних частинок і малу частку агрегатів, які мають діаметр, що перевищує 45мкм, яка знаходиться в діапазоні від 0,0001 до 0,05мас.%. У попередньому рівні техніки невідомий одержаний полуменевим гідролізом порошкоподібний діоксид титану, що одночасно мав би такі характеристики. Зрозуміло, відповідно до попереднього рівня техніки можна, наприклад, механічно відокремити значну частину порошку від агрегатів діаметром більше 45мкм, однак площа поверхні БЕТ і значення напівширин для первинних частинок не відповідають діапазонам, заявленим у даному винаході. Площа поверхні БЕТ порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, знаходиться в широкому діапазоні від 20 до 200м2/г. Показано, що краще, якщо площа поверхні БЕТ знаходиться в діапазоні від 40 до 60м2/г. Діапазон від 45 до 55м2/г може бути особливо кращим. Для порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, що має площу поверхні БЕТ від 40 до 60м2/г, розподіл частинок за розмірами характеризується таким розкидом, що 7 значення діаметрів 90% первинних частинок можуть становити від 10 до 100нм. Як правило, розподіл частинок за розмірами характеризується таким розкидом, що значення діаметрів 90% первинних частинок становлять від 10 до 40нм. Крім того, діаметр еквівалентної окружності для агрегатів (ДЕО) такого порошкоподібного діоксиду титану може становити менше 80нм. Середня площа агрегату порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, який має площу поверхні БЕТ від 40 до 60м2/г, може становити менше 6500нм2 і середня довжина окружності агрегату може становити менше 450нм. Крім того, площа поверхні БЕТ порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, може знаходитися в діапазоні від 80 до 120м2/г. Діапазон від 85 до 95м2/г може бути особливо кращим. Для порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, який має площу поверхні БЕТ від 80 до 120м2/г, розподіл частинок за розмірами характеризується таким розкидом, що значення діаметрів 90% первинних частинок можуть становити від 4 до 25нм. Крім того, такий порошкоподібний діоксид титану може мати діаметр еквівалентної окружності для агрегатів (ДЕО), що дорівнює менше 70нм. Середня площа агрегату порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, що має площу поверхні БЕТ від 80 до 120м2/г може становити менше 6000нм2 і середня довжина окружності агрегату може становити менше 400нм. Частка агрегатів і/або агломератів порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, які мають діаметр, що перевищує 45мкм, знаходиться в діапазоні від 0,0001 до 0,05мас.%. Діапазон, що становить від 0,001 до 0,01мас.%, може бути кращим, діапазон, що становить від 0,002 до 0,005мас.% може бути особливо кращим. Порошкоподібний діоксид титану, пропонований у даному винаході, включає кристалічні модифікації рутилу та анатазу. При цьому відношення анатаз/рутил для даної площі поверхні може знаходитися в діапазоні від 2:98 до 98:2. Діапазон, що становить від 80:20 до 95:5, може бути особливо кращим. Порошкоподібний діоксид титану, пропонований у даному винаході, може містити залишки хлору. Краще, якщо вміст хлору становить менше 0,1мас.%. Порошкоподібний діоксид титану, пропонований у даному винаході, при вмісті хлору в діапазоні, що становить від 0,01 до 0,05мас.%, може бути особливо кращим. Ущільнена об'ємна густина порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, не обмежується. Однак показано, що краще, якщо ущільнена об'ємна густина має значення, що становлять від 20 до 200г/л. Ущільнена об'ємна густина, що становить від 30 до 120г/л, може бути особливо кращою. Даний винахід також стосується способу одержання порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, який характеризується тим, що 83096 8 - галогенід титану, переважно - тетрахлорид титану, випарюють при температурі нижче 200°C, пару подають у камеру змішування за допомогою газу-носія, який має вміст пари в діапазоні, що становить від 1 до 25г/м3, і - незалежно від цього водень, первинне повітря, яке необов'язково може бути збагачене киснем і/або попередньо підігріте, і пару подають у камеру змішування, - у якій частка пари знаходиться в діапазоні від 1 до 25г/(м3 первинного повітря), - значення параметра лямбда знаходиться в діапазоні, що становить від 1 до 9, і значення параметра гамма знаходиться в діапазоні, що становить від 1 до 9, після чого - суміш, яка містить пару галогеніду титану, водень, повітря та пару, підпалюють пальником і полум'я заповнює всю реакційну камеру, захищену від доступу повітря навколишнього середовища, причому - у реакційній камері є вакуум, що становить від 1 до 200мбар, - швидкість виходу реакційної суміші з камери змішування в реакційний простір знаходиться в діапазоні від 10 до 80м/с, - крім того, у реакційну камеру подають вторинне повітря, у якому - відношення кількості первинного повітря до кількості вторинного повітря становить від 10 до 0,5, - після чого тверду речовину відокремлюють від газоподібних речовин, і - потім тверду речовину обробляють пором. Істотною особливістю способу, пропонованого в даному винаході, є те, що галогенід титану випарюють при температурах нижче 200°C і пару подають у камеру змішування за допомогою газуносія, наприклад, повітря або кисню, причому газносій має певне значення вологості. Зокрема, виявлено, що при більш високих температурах випарювання якість продукту погіршується. Крім того, виявлено, що при заявленому вмісті пари, що становить від 1 до 25г/(м3 газу або первинного повітря), не відбувається помітного гідролізу галогеніду титану з утворенням грудочок, тоді як, з іншого боку, вміст пари впливає на структуру первинної частинки, що утворюється, і агрегату. При виході за межі зазначеного діапазону не можна одержати порошок, пропонований у даному винаході. У кращому варіанті здійснення вміст пари становить від 5 до 20г/(м3 газу або первинного повітря). Як газ-носій можна використовувати і повітря. Це приводить до того, що вихід у реакційній камері в перерахунку на об'єм-час більший, ніж при використанні інертного газу. Крім того, вихідна швидкість реакційної суміші з камери змішування в реакційний простір знаходиться в діапазоні від 10 до 80м/с. У кращому варіанті здійснення вихідна швидкість становить від 15 до 60м/с, і в особливо кращому варіанті здійснення становить від 20 до 40м/с. При значеннях, менших, ніж зазначені, утворюється не однорідний порошок, а порошок, який містить частинки діаме 9 тром 45мкм або більше в кількості, що становить більше 0,05мас.%. Крім того, реакцію необхідно проводити так, щоб значення параметра лямбда перебувало в діапазоні, що становить від 1 до 9, і значення параметра гамма перебувало в діапазоні, що становить від 1 до 9. Одержувані полуменевим гідролізом оксиди звичайно одержують так, щоб кількість газоподібних вихідних речовин знаходилася в стехіометричному співвідношенні одна з одною, так щоб доданої кількості водню було принаймні достатньо для реакції з галогеном X, що міститься в галогеніді титану TiX4, з утворенням HX. Кількість водню, якої необхідно для цієї цілі, називають стехіометричною кількістю водню. Відношення кількості доданого водню до стехіометрично необхідної кількості водню, визначеній вище, називають параметром гамма. Гамма визначається співвідношенням: Гамма = (кількість доданого водню)/(стехіометрично необхідна кількість водню) або Гамма = (подана кількість H2 (моль))/(стехіометрична кількість H2 (моль)). Крім того, при одержанні оксидів полуменевим гідролізом звичайно використовують кількість кисню (наприклад, з повітря), якої принаймні достатньо для перетворення галогеніду титану в діоксид титану та для перетворення надлишку водню, що може міститися, у воду. Цю кількість кисню називають стехіометричною кількістю кисню. Аналогічним чином, відношення кількості доданого кисню до стехіометрично необхідної кількості кисню називають параметром лямбда і він визначається співвідношенням: Лямбда = (кількість доданого кисню)/(стехіометрично необхідна кількість кисню) або Лямбда = (подана кількість O2 (моль)/(стехіометрична кількість O2 (моль)). Крім того, у способі, пропонованому в даному винаході, на додаток до первинного повітря, що знаходиться в камері змішування, безпосередньо в реакційну камеру вводять повітря (вторинне повітря). Виявлено, що без додавання в камеру змішування додаткової кількості повітря не утворюється порошкоподібний діоксид титану, пропонований у даному винаході. У зв'язку із цим слід зазначити, що відношення кількості первинного повітря до кількості вторинного повітря становить від 10 до 0,5. Це відношення переважно знаходиться в діапазоні, що становить від 5 до 1. Щоб точно дозувати кількість вторинного повітря необхідно зробити так, щоб полум'я заповнювало всю реакційну камеру, захищену від доступу повітря навколишнього середовища. Це дозволяє точно регулювати спосіб, що необхідно для одержання порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході. Вакуум у реакційній камері бажано становить від 10 до 80мбар. Істотною особливістю також є те, що порошкоподібний діоксид титану після відділення від газоподібних речовин необхідно обробити парою. Ця обробка в першу чергу призначена для відділення 83096 10 груп, що містять галоген, від поверхні. Одночасно така обробка приводить до зменшення кількості агломератів. Спосіб можна здійснювати безперервно таким чином, щоб порошок оброблявся, у протитечії або прямотечії, парою, можливо, разом з повітрям, і для цього пару завжди вводять знизу вверх в нагрівальну колонну. Порошок можна подавати в колону зверху вниз. Умови проведення реакції можна підібрати так, щоб утворювався псевдозріджений шар. Температура, при якій проводять обробку пором, переважно становить від 250 до 750°C, більш кращі значення від 450 до 550°C. Крім того, обробку бажано проводити в протитечії, щоб псевдозріджений шар не утворювався. Крім того, може бути кращим введення пари разом з повітрям у камеру змішування. На Фіг.1A показана схема здійснення способу, пропонованого в даному винаході. На цьому кресленні: А = камера змішування, В = полум'я, C = реакційна камера, D = розділення твердих/газоподібних речовин, E = наступна обробка парою. Речовини, які використовуються, позначені в такий спосіб: а = суміш галогеніду титану з газом-носієм, що має задану вологість, b = водень, с = повітря, d = пара, є = вторинне повітря, f = пара або пара/повітря. На Фіг.1B представлений фрагмент розташування, представленого на Фіг.1A. У цьому випадку пару (d) разом з повітрям (с) вводять у камеру змішування. На Фіг.1С представлена відкрита реакційна камера, у яку вторинне повітря є закачується ззовні. При розташуванні, представленому на Фіг.1С не можна одержати порошкоподібний діоксиду титану, пропонований у даному винаході. Даний винахід також стосується застосування порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, для термостабілізації силіконів. Даний винахід також стосується застосування порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, у сонцезахисних засобах. Даний винахід також стосується застосування порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого в даному винаході, як каталізатора, як носія каталізатора, як фотокаталізатора та як абразиву для приготування дисперсій. Приклади Аналіз Площу поверхні БЕТ визначають відповідно до стандарту DIN 66131. Ущільнену об'ємну густину визначають на основі стандарту DIN ISO 787/ХІ K 5101/18 (без просівання). Об'ємну густину визначають відповідно до стандарту DIN-ISO 787/ХІ. Значення рН визначають на основі стандартів DIN ISO 787/IX, ASTM D 1280, JIS K 5101/24. Частку частинок крупніше 45 мкм визначають відповідно до стандартів DIN ISO 787/XVIII, JIS K 5101/20. Визначення вмісту хлориду: Точно зважують приблизно 0,3г частинок, пропонованих у даному винаході, до них додають 20мл 20% розчину гідроксиду натрію (кваліфікації "чистий для аналізу"), розчиняють і при перемішуванні переносять в 11 15мл охолодженої HNO3. Вміст хлориду в розчині визначають титруванням розчином AgNO3 (0,1моль/л або 0,01моль/л). Напівширину розподілу первинних частинок і площу поверхні, довжину окружності та діаметр агрегатів визначають шляхом аналізу зображень. Аналіз зображень проводять за допомогою приладу ТЕМ H 7500, що випускається фірмою Hitachi і камери MegaView II CCD, що випускається фірмою SIS. Збільшення зображень для аналізу становить 30000:1 при розмірі пікселя 3,2нм. Кількість досліджених частинок становить більше 1000. Препарати приготовляють відповідно до стандартів ASTM3 849-89. Нижня гранична границя виявлення становить 50 пікселей. Приклад A1 (відповідає даному винаходу) 160кг/год TiCl4 випарюють у випарнику при 140°C. Пару переносять у камеру змішування за допомогою азоту (15нм3/год) як газу-носія і вологість газу-носія становить 15г/(м3 газу-носія). Окремо в камеру змішування подають 52нм3/год водню та 525нм3/год первинного повітря. У центральній трубі реакційну суміш подають у пальник і запалюють. Полум'я горить в охолоджуваній водою полуменевій трубі. Крім того, у реакційний простір подають 200нм3/год вторинного повітря. Утворений порошок відокремлюють у розташованому нижче за потоком фільтрі і потім у протитечії обробляють повітрям і парою при 520°C. 83096 12 Приклади А2-А9, що відповідають даному винаходу, виконують аналогічно прикладу A1. Змінені параметри для кожного варіанта наведені в таблиці 1. Фізико-хімічні характеристики порошків, одержаних у прикладах A1-А9, наведені в таблиці 2. Порівняльні приклади B1-В3 та В5-В8 також виконують аналогічно прикладу A1. Змінені параметри для кожного варіанта наведені в таблиці 1. Порівняльний приклад В4 виконують за допомогою відкритого пальника. Кількість вторинного повітря не визначено. Фізико-хімічні характеристики порошків, одержаних у прикладах В1-В8, наведені в таблиці 2. У таблиці 3 наведені розраховані напівширини для первинних частинок залежно від площі поверхні БЕТ при f=-1,0, -1,05, -1,15 та -1,3. Коефіцієнт 10-9 є коефіцієнтом перерахунку з метрів у нанометри. Оскільки параметр f може бути тільки від'ємним, одиницею виміру BETf є г/м2. На Фіг.2 представлена напівширина для первинних частинок порошкоподібного діоксиду титану, одержаного в прикладах. На ньому порошкоподібний діоксид титану, пропонований у даному винаході, (позначений значком ) знаходиться в межах заявлених значень напівширини, НШ [нм]=a×BETf, де а=670×10-9м3/г та -1,3≤f≤-1,0, тоді як у випадку порівняльних прикладів (позначених значком +) знаходиться за цими межами. 13 Термостабілізація полімерів Приклад C1: Без порошкоподібного діоксиду титану (порівняльний приклад) Двокомпонентний силіконовий каучук, що випускається фірмою Bayer, торгова назва Silopren® LSR 2040, використовують як базовий компонент (з додаванням зшивального агенту). Після перемішування компонентів з розчинником до однорідного стану вулканізацію проводять при 180°C протягом 10хв. Одержують зразки пластинок (приблизно 10×15см) товщиною 6мм. Зразки пластинок нагрівають при 80°C у сушильній шафі до постійної маси (приблизно 1 день). Для перевірки термостабільності при зберіганні проводять випробування зі зберігання в гарячому стані. Для цього смужку зразка розміром 5×7см витримують у сушильній шафі з циркуляцією повітря при 275°С. Визначають зменшення маси. 83096 14 Приклад С2: Додавання порошкоподібного діоксиду титану попереднього рівня техніки (порівняльний приклад) Двокомпонентний силіконовий каучук, що випускається фірмою Bayer, торгова назва Silopren® LSR 2040, використовують як базовий компонент (з додаванням зшивального агенту). 1,5мас.%, у перерахунку на все завантаження, порошкоподібного діоксиду титану P25 S (Degussa AG) протягом 5хв включають в один з компонентів за допомогою розчинника. Після цього проводять вулканізацію й виготовлення зразка так, як це описано в прикладі 1. Смужки зразка розміром 5×7см витримують при 275°С. Визначають зменшення маси. Приклади С3-5 виконують аналогічно прикладу C1, але з використанням порошкоподібного діоксиду титану A1, пропонованого в даному винаході, у С3, A3 у С4 та А7 у С5 замість Р25 S. У таблиці 4 наведені зміни довжин зразків, витриманих при 275°С, через 1, 3 та 7 днів. Ці результати показують, що при використанні порошкоподібного діоксиду титану, пропонованого у даному винаході, забезпечується ефективна термостабілізація полімерів. Фотокаталітична активність Приклад D1: Порошкоподібний діоксид титану попереднього рівня техніки (порівняльний приклад) Для визначення фотокаталітичної активності досліджуваний зразок занурюють в 2-пропанол і 15 протягом 1год опромінюють УФ-випромінюванням. Потім вимірюють концентрацію ацетону, що утворився. Приблизно 250мг (з точністю до 0,1мг) порошкоподібного діоксиду титану P25 S (Degussa AG) суспендують в 350мл (275,1г) 2-пропанолу за допомогою пристрою для перемішування UltraTurrax. Цю суспензію насосом через охолодний пристрій, температура якого за допомогою термостата підтримується на рівні 24°C, перекачують у скляний фотохімічний реактор, оснащений джерелом випромінювання та попередньо продутий киснем. Як джерело випромінювання використовують, наприклад, імерсійну ртутну лампу середнього тиску типу TQ718 (Heraeus), яка має вихідну потужність, що дорівнює 500Bт. Захисна трубка з бо Комп’ютерна верстка О. Рябко 83096 16 росилікатного скла обмежує випромінювання довжинами хвиль >300нм. Ззовні джерело випромінювання оточують охолодною трубкою, по якій циркулює вода. За допомогою витратоміра в реактор дозують кисень. Реакція починається при включенні джерела випромінювання. Після закінчення реакції відразу ж вилучають невелику кількість суспензії, її фільтрують та аналізують за допомогою газової хроматографії. Вимірюють фотохімічну активність, яка виявляється на рівні 0,68×10-3моль·кг-1хв-1. Це значення приймають за базове, що дорівнює 1. Порошкоподібний діоксид титану, пропонований у даному винаході, має не набагато меншу фотокаталітичну активність, яка дорівнює від 0,8 до 0,9. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601