Способ получения композиционного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт химической физики им, Н. Н,Семенова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИ.ИОННОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к полимерной химии, а именно к диамагнитным композиционным полимерным материалам,и может быть использовано при изготовлении диамагнитных экранов, корпусов и других изделий сложной формы в машиностроении.В настоящее время наилучшими диамагнитными свойствами обладают высокотемпературные сверхпроводящие материалы, например известный керамический материал Ва 2 Сцз 07, проявляющий диамагнитные свойства при переходе в сверхпроводящее состояние при температуре 92 К. Однако такой материал обладает плохими физико-механическими свойствами (низкая ударная прочность, пластичность и т.д,). Кроме того. известный керамический материал трудно перерабатывается в изделия сложной формы ЦНаиболее близким к заявляемому решению является способ получения композици.Ы 21772109 А 1(57) Использование изобретения; получение диамагнитных композиционных материалов. Сущность изобретения: в полимеризационном реакторе обрабатывают жидким пропиленом при температуре окружающей среды наполнитель формулыВа 2 Соэ 07, удаляют пропилен перемораживанием, полностью заполняют реактор новой порцией пропилена и осуществляют полимеризацию пропилена з массе в присутствии каталитической системы, состоящей из тетрахлорида титана и тризтилалюминия, при молярном соотношении компонентов каталитической системы от 1:5 до 1:20 соответственно. онного материала на основе графита и полипропилена2. Материал получают полимеризацией пропилена на поверхности наполнителя в массе мономера в присутствии каталитической системы, состоящей из тетрахлорида титана и алюминийорганического соединения, Графит предварительно прогревают в вакууме при температуре 200 С в течение 1-3 часов,Наличие графита в композиционном материале (2) обеспечивает его электропроводность. Однако исходные диамагнитные свойства графита в известном композиционном материале (21 не проявляются (см, контрольный пример М 7). Способ получения композиционного материала 2) включает стадию сушки наполнителя в вакуме в течении 1-3 часов. Известно. что такая об работка высокотемпературной сверхпроводящей керамики Ва 2 Сиз 07 приводит к деградации ее сверхпроводящих свойств и, 1772109как следствие, к потере диамагнитных свойств в композите.Цель изобретения - придание диамагнитных свойств материалу, Цель достигается тем, что композиционный материал получают путем подготовки нэполнителя и последующей полимеризации пропилена на поверхности наполнителя в массе моно- мера в присутствии тетрахлорида титана и от 1:5 до 1:20 соответственно, в качестве наполнителя используют. высокотемпературный сверхпроводящий материал формул ы 1 Вэ 2 Сц 07 и его подготовку осуществляют обработкой в полимеризационном реакторе жидким мономером при температуре окружающей среды с последующим удалением мономера переморэживанием и полным заполнением реактора новой порцией мономерэ,Предлагаемый способ получения осуществляют следующим образом. В реактор полимеризации загружают порошок ВТСП керамики и обрабатывают его мономером (жидким или газообразным), После чего мо 25 номер удаляют, а затем вводят его новую порцию, термостатируют до заданной температуры, подаот алюминийорганическое 30 соединение и соединение переходного металла. Полимеризацию проводя в газовой фазе или в массе мономерэ при температуре 70 С, В результате полимеризации получают 1 орошок, сО "; 1 ящий из частиц ВТСП материала, 1 окрытых полимернь 1 х полимернОЙ Оболочкой, Толщину покрытия, т.ь, состае материала регул руют количеством катализатора, концентрацией мономера, э тэкже температурой и временем полимериМ 0 зации, Полученный порошо стмывэот от остатков катализатора в спирте и сушат. Для получения образцов порошок прессуют(например,в виде пленки или таблеток) придавлении 100 атм, и температуре 190 С,Определение диамагнитных свойств (эффекта Мейснера) полученных материалов осуществляют по известной методик;, включающей изменение Э,ЦС, наведенной в образцах из полученного материала в переменном магнитном поле,Получение композиционного материала,содержэщс.а частицы высокотемпературного сверхпроводника иным способом (путем механического смешения с полимером) приводи- к неравномерному распределению наполнителя в полимерной матрице при высоком содержании нэполнителя и, как следствие этого, к неоднородности по диамагнитным свойствам в материале. триэтилалюминия, при мольном соотноше- .10нии компонентов каталитической системы Таким образом, преимущества предлагаемого композиционного материала определяются сочетанием его диамагнитных и улучшенных физико-механических свойств. Исключение стадии вакуумирования при сушке снижает энергозатраты способа получения композиционного материала и позволяет сохранить диамагнитные свойства керамики в композите,Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е, р 1, Порошок керамики 1 ВаСозО помещают в токе пропилена в металлический реактор емкостью 200 мл с мешалкой пропеллерного типа, Реактор заполняют на 1/3 жидким пропиленом и перемешивают 30 грамм порошка керамики в мономере в течении 1-2 мин при комнатной температуре, после чего пропилен удаляют из реактора перемораживанием в емкость. Затем рватор полностью заполняют новой порцией пропилена. Температуру реактора доводят до 70 С и термостатируют при перемешивании, В реактор подают 0,15 г (СгН 5)ЗА 1 и 0,035 г Т 1 С, Полимериэацию проводят при давлении мономера 40 атм. Через 10 мин полимеризацию прекращают, Материал отмывают от остатков катализатора этиловым спиртом, отжимают и сушат. Полученный продукт представляет собой порошок, в котором частицы керамики покрыты полипропиленом, Выход полипропилена, закрепленного на поверхности керамики составляет 2,94 г, что соответствует следующему соотношению компонентов:Полипропилен - 6,9;4 мас., керэмика - 91,1 7 ь мас. (толщина полимерного покрытия - 0,12 мкм), Полученный материал прессуют в таблетку, Диэмагнитное выталкивание на переменном магнитном поле находится на уровне 8 ф в полях до 100 Э.П р и м е р 2, Процесс ведут в условиях примера 1, с использованием 40 г керамики, 0,19 г (С 2 Н 5)А 1 и.0,021 г ТС 4, Время полимеризэции 7 мин. Выход полипропиленэ - 2 г. Концентрация (массовая доля) полипропилена - 4,8. Толщина полимерной оболочки - 0,07 мкм, Диамагнитное выталкивание - 11.П р и м е р 3, Процесс ведут в условиях примера 1 с использованием 20 г керамики, 0,22 г (С 2 Нв)зА 1 и 0,04 гр, ТС 14. Время полимеризации 16 мин. Выход полипропилена - 6,7 г, Концентрация полипропилена -25 (толщина полимерной оболочки - 0,2 мкм).Диэмагнитное выталкивание - 2 фф,П р и м е р 4. Процесс ведут в условияхпримера 1 с использованием 30 г керамики,1772109 Составитель Н,КотельниковаТехред М.Моргентал Корректор А.Козориз Редактор Т.Иванова Заказ 3812 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 0,36 г(С 2 НБ)зА и 0,03 г ТС 4, Время полимеризации - Б мин. Выход полипропилена - 0,64 г. Концентрация полипропилена - 2 (толщина полимерной оболочки - 0,05 мкм). Диамагнитное выталкивание - 19,.П р и м е р 5. (контрольный). (По известному способу), Керамику подвергают сушке в вакууме при температуре 200 С в течение 1 ч, Затем в токе инертного газа 30 г порошка керамики переносят в реактор(предварительно вакуумированный и продутый инертным газом). После вакуумирования в реактор подают необходимое количество мономера. Устанавливают температуру 70 С, Подают 0,15 г(СгН 5)зА и 0,035 г ТС 4. Полимеризацию ведут при давлении моно- мера 40 атм. Через 8 минут полимеризацию прекращают. Далее продукт отмывают от остатков катализатора этиловым спиртом, отжимают и сушат, Полученный материал представляет собой порошок, в котором частицы керамики покрыты полипропиленом. Выход полипропилена - 2,94 гр. Концентрация полипропилена - 8,9 (толщина полимерной оболочки - 0,15 мкм). Диамагнитного выталкивания нет. Формула и зоб ре те н и я 5 Способ получения композиционногоматериала путем подготовки наполнителя и последующей полимеризации пропилена на поверхности наполнителя в массе мономера в присутствии каталитической системы, 10 состоящей из тетрахлорида титана и триэтилалюминия, при малярном соотношении компонентов каталитической системы от 1:5 до 1:20 соответственно, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью придания материала 15 диамагнитных свойств, в качестве наполнителя используют высокотемпературный сверхпроводящий материал формулы Ва 2 СцзОт и его подготовку осуществляют обработкой в полимеризационном реакторе 20 жидким мономером при температуре окружающей среды с последующим удалением мономера перемораживанием и полным заполнение . реактора новой порцией моно- мера.