Способ получения металлополимеров

Союз Советскик Социалистических РеспуеликКомитет по делам зобретеиий и открытий при Совете Министров СССР. Натансон, 3. Р, Ульберг, Г. П. Приходько, 1 О, И. Химченко, А. А, Кокорев и Н. С, Зорина Заявит ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРО 1Изобретение относится к способу получения электропроводящих и теплостойких металлополимеров. Известен способ получения термостойких материалов путем совмещения полимеров при механическом диспергировании в условиях вибропомола. Количество вводимого металла по этому способу составляет 60 - 80% от веса смеси, При происходящем механическом разрушении полимера образуются свободные радикалы, вступающие в химическую связь с возникающей поверхностью частиц металла.Метод требует наличия громоздкого и сложного оборудования для предварительного диспергирования металлов и последующего вибропомола их в смеси с полимерами, По этому методу невозможно получить смеси, содержащие менее 60 - 80 вес. % металла.По предложенному способу порошки металлов, разлагающиеся с образованием высокодисперсных металлов, вводят в мономеры, в недополимеризованные полимеры, ч растворы, расплавы, суспензии, взвеси, порошки полимеров и смол с последующим нагреванием от . 30 до 350 С. В результате нагрева происходит разложение формиатов в среде полимеров с образованием высокодисперсных металлов. При этом за счет возникновения активных центров на поверхности коллоидных частиц металлов (в момент их образования) эти частицы легко вступают в химическое взаимодействие с макромолеку.лами полимеров,Таким образом, введение формиатов метал.5 лов в полимеры исключает процесс предварительного измельчения .сталла и совместного их вибропомола с полимерами и не требует громоздкого оборудования. Металлополимеры могут быть получены в любом стан дартном нагревательном оборудовании (печи,муфты с паровой рубашкой, термостаты и др.), которое позволяет поддерживать постоянную температуру от 30 до 350 С в течении 0,5 - 6 час. Предложенный способ поз воляет получить металлополимеры с содержанием металла от 0,1 до 99,0%. В си.чу высокой реакционной способности высокодисперсные частицы металлов в момент из образования в среде полимеров являются вул,ка низирующими или сшивающими агентами дляряда полимеров и смол и могут,вызыва гь полимеризацию мономеров. Равномерность состава увеличивается в результате интенсивного перемешивания в процессе разложения 25 формиатов, которое сопровождается энергичным газовыделением. Газообразные продукты разложения формиатов удаляются из сферы реакции не загрязняя конечный продукт, Благодаря тому, что фсрмиаты металлов 30 разлагаются при сравнительно низких температурах (30 - 350"С), производство металло- полимеров требует незначительных энергетических затрат.Образующиеся металл 1 ческпе частицы не подвергаются окислению, так как они возни кают в среде полимера, который их защищает.Металлсполимеры могут быть переработаны в изделия методом горячего прессования или литьем под давлением при температурах 10 200 - 350 С,Полученные предлагаемым способом металлополимеры отличаются от известных материалов более высокой термостойкостью (температуры стеклования и текучести повышают ся для систем на основе линейных полимеров на 50 - 60 С, а на основе термореактивных смол - на 110 - 120 С) и новыми свойствами - удельной электропровсдностью, регул"- руемой от 110 з до 10 1 в омсм 1. 20 Таблица 1 Изменение температур стекловаиии и текучести и термоокислительиой деструкции металлополимеров с различным содержанием металла Металлополимер на основе полистирола с различным с оде ржаии ем свинца, в ес "О 2,0 10 56 70 Температура стеклова- ния 116,2 60 80,3 99,5 105,3 108,9 126 150 162 Температура текучести . 94 124 Температура термоокислительной деструкции 285 304 360 317 65 Пример 1, Для приготовления 100 г металлополимера с содержанием 60% свинца на основе полистирола берут 800 г 5%-ного раствора полистирола в толуоле, Формиат 25 свинца предварительно измельчают и просеивают через сито 300 меш. При непрерывном перемешивании в раствор полимера вводят 85,7 г соли. Совместная коагуляция этих компонентов производится нерастворителем - 30 метанолом в соотношении 1: 1.Коагуляты высушива 1 от при температуре 110 - 120 С до постоянного веса, высушенные коагуляты загружают в реактор, в котором поддерживается температура 240 С. При на гревании в течение часа заканчивается разложение форм ната свинца, После охлаждения реактора до комнатной температуры мсталлополимер извлека 1 от и подвергают переработке методом горячего прессования при 40 температуре 180 в 2"С и давлени з 200 кг/слю-, Полученнып металлополимер обладает следующими свойствами.Температура стеклования, С 108,9Температура текучести,154 45 Уд. сопротивление, ом см 23 10" Г 1 р и м е р 2, Для приготовления 100 г металлополимера на основе эпоксидной смолыи меди с содержанием 60 и металла к 40 гнеотвержденной смолы при постоянном перемешивании добавляют 146 г формиата меди,предварительно измельченного и просеянногочерез сито 300 леси. Приготовленную смесьзагружают в реактор, в котором поддерживается температура 230 С. При нагреваниив течение 2 час формиат меди разлагаегся, иэпоксидная смола переходиг в отвержденноесостояние.После охлаждения реактора до комнатнойтемпературы металлополимер извлекаютподвергают переработке методом горячегопрессования при температуре 240 С и давлении 200 кг/см. Полученный металлополимаробладает следующими свойствами.Температура стеклования, С 280Температура текучести, 380Уд. сопротивление ом см 8 10"В табл. 1 - 2 приведены свойства металлополимеров на основе полистирола и свинцаи эпоксидной смолы и меди в зависимости отконцентрации металлической фазы.Пример 3. Для приготовления 100 г металлополимера на основе капрона и никеляс содержанием 60% кобальта к 40 г расплавленного капрона при постоянном перемешивании добавляют 126 г формиата кобальта,предварительно измельченного и просеянного через сито 300 меш,Смесь выдерживают при температуре 230 С4 часа.Полученный металлополимер обладает сле.дующими свойствами:Удельное сопротивление, ом сл 1,72Температура текучести, С 249,6.Пример 4.Для приготовлсния 100 г металлополимера на основе поливинилапстата и меди с содер. жанием 60% меди к 80 г суспензии поливинилацетата добавляют 146 г формиата меди. Формиат меди предварительно измельчают и просеивают через сито 300 иеш, После этого производят совместную коагуляцию этих компонентов нерастворителем в соотношении 1: 1.Коагуляты высушивают при температурс 110 - 120 С до постоянного веса. Высушенные коагуляты загружают в реактор, в котором поддерживают температуру 190 С, При нагревании в течение 1 часа заканчивается разложение формиата меди.Удельное сопротивление 4,12 10 1 ом си Температура размягчения 168 С.Пример 5.Для приготовления 100 г металлополимера на основе полистирола с содержанием 60% никеля к 40 г высокодисперсного порошка полистирола добавляют 138 г формиата никеля, Формиат никеля предварительно измельчают и,просеивают через сито 300 ганеш. Порошки тщательно, перемешивают и запрессовывают209731 Таблица 2 Изменение удельного сопротивления металлополимеров на основе эпоксидной смолы и меди в зависимости от концентрации металлической фазыМеталлополимер на основе эпоксидной смолы с различным содержанием меди, % вес 90 70 80 60 50 40 20 10 Удельное сопротивление о.и сл 10 - 4 10 2 10" б 10 гв 1 10" 2 10 - э 10 л 4 10 кз 8 10 гз Таблица 3 Металлополимер на основе эпоксидной смолы с различным содержанием меди, вес. % 40 50 56 60 10 20 Температура тер- моокислительной деструкции, С 286 298 306 332 362 388 Составитель А. Кулакова Редактор Н, П. Белявская Текред А. А, Камышникова Корректоры: Е. Н. Гудзова и А. И, ШпуковаЗаказ 473/4 Тираж 530 Подписное ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4Типография, пр. Сапунова, 2 Изменение температур термоокислительной деструкции мегаллополимеров на основе эпоксидной смолы с различным содержанием меди,при давлении 50 кг с,ц при комнатной температуре, Спрессованные таблетки нагревают в реакторе в течение 2,5 час при температуре 200 С,5 Полученный металлополимер обладает следующими овойствами.Удельное сопротивление 3,310 т олтсл Температура размягчения 183,2 С. Предмет изобретенияСпособ получения металлополимеров наоснове синтетических полимеров и высокодисперсных металлов, отлачаюирйся тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения фи зико-механических свойств материалов, вполимеры вводят порошки формиатов металлов, разлагающиеся при нагревании с образованием высокодисперсных металлов.