Термоиндикатор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВЯДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик 11661270 61) Дополните е к авт. свид-в(22) Заявлено 29.12.76 (21) 2436280/18-10 51) М вкиМисое осударствеииый комет СССР по делам изобрвтвиий и открытийением итет -23) Пр 1 убликовано 05.05.79. Бюллетень17 53 УДК 536.5 088.8) Дата опубл ванин описания 15.05.79.вано Московский ордеця Трудового Кра институт стали и сплавого Зцамещ 71) Заяв 54) ТВРМОИ 11 ДИКАТЙ ческих вец 1 еств. Акцспторцые соединения выбираотся из числа веществ, содержаних нитро- и циацогруппы, либо из числа циклических кетоцов и гстероциклических сосди.цений 31.5 Основными недостатками описанных составов для индикации температуры являются: недостаточная точность регистрации температуры (2 5 С); неконтрястцый цветовой переход в зоне фиксирования температуры (желцый -- темно-желтый; светло желтный - оранжевый; бель 1 й . светложслтый; коричневый - красный); нсвозмож ность создания температурной шкалы с определенным температурным интерва том цз.за бсссистсмного подбора термохромных соста Вов. 11 сльюсоставов длгокрятцогорегистВ тонмиможет бытьс напередтрвалями, тняльными в зоб рст я ицди тейств рации переходсозда яданць. е. с Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для экспресс-индикации температуры тепловых полей.Известны многочисленные составы для термоиндикациц кяк ца основе неорганических, так и органических веществ. Изменение их окраски по достижении определенной температуры связано с протеканием химичесских реакций дсгидратации, разложения, присоединения, температуры которых зависят от многих факторов, что значительно снижает точность индикации тепловых полей. Кроме того, такие составы в основном являются материалами необратимого действия 1 и 2,Наиболее близким по технической сущности является термоицдцкатор, в котором используются обратимыс тсрмохромцыс составы ца основе слабо ассоциированных комплексных соедиценией, содержащих электрон нодоцорцые и электро ц ноак епторные вещества, взятыс в оц рс деленном соотношении. Доцорцыс соединения выбираются из числа органических аминов, стсрически затрудненных алкилзамсщсццых аромати. ческих соединений и ццкли ц ских ароматцения являются создание кации температуры мцоя с повышенной точно- температуры и яркими ами, на основе которых 1 я тсмцерятурцяц икала ми тсмпсрятурцыми ццрасширеццыми функциоостями.61270пературой плавления, близкой к 112, например ацетанилид (т. пл. 114.). Путем термического анализа нескольких образцов с составом, близким к Хь (75 - 89 мол.%), определяют точное значение температуры плавления термохромного состава, равное 98,5., и устанавливают содержание компонентов в смеси: И(ДЭМП) г С 1 г 19 мол.% (41 масс.%) ацетанилид 81 мол,% (59 масс.%),Состав для регистрации температуры89 приготавливают сплавлением порошкообразной смеси из 0,3 г М(ДЭМП) г С 1 ги 0,7 г бутиранилида в закрытой емкостипри 99 - 104 С,Полученный состав дает еще одну промежуточную точку термоиндикационной шка 4 О лы: , 75,5,89, , 98,5,122 С, ,6Эти составы представляют собой эвтектические смеси, которые состоят из комплексных соединений солей переходных металлов.с алкилпиразолами и органических веществ,которые выбираются из числа конденсированных ароматических углеводородов, галогенпроизводных углеводородов, или из числаамидов и замешенных амидами карбоновыхи сульфокислот при следующем соотношений компонентов масс. %:Комплексноесоедйнение 28 - 87Органическоевещество 13 - 72На чертеже показаны примеры выполнения термоиндикаторных смесей.Пример 1, Методом дифференциально -термического анализа строятся диаграммысостояния систем % (ДЭМП)гС 1 г-и-толуолсульфамид и % (ДЭМП)гС 1 г-нафталин, гдеДЭМП 3,5 диэтил-метилпиразол (см. чертеж). По ним определяются координаты термохромных эвтектических составов.1. Температура цветового перехода (т. пл.эвтектики) 122 С; состав: К (ДЭМП) г С 1 г31 мол.% (52 масс.%), и-толуолсульфамид69 мол. % (48 масс. %) .,2, Температурацветового перехода (т. плэвтектики) 75,5 С; состав: % (ДЗМП)гС 1 г13 мол. % (32 масс.%), нафталин 87 мол.%(68 масс.%).Состав для регистрации температуры122 С приготавливают сплавлением порошкообразной .смеси, состоящей из 0,52 г %(ДЭМП) г С 1 г, и 0,48 г и-тол уолсульфа мида, взакрытой емкости при 132 - 137 С (температура сплавления на 10 - 15 С выше температуры цветового перехода) .Состав для регистрации температуры в75,5 С приготавливают сплавлением порошкообразной смеси из 0,32 г % (ДЭМП)гС 1 ги 0,68 г нафталина в закрытой емкости при85 - 90 С.Установленные температуры плавленияэвтектических составов (они же темпертурыцветовых переходов) составляют основутермоиндикационной шкалы: 75,5122 СОкраска изменяется за счет эффекта внутримолекулярной перегруппировки в комплексном соединении, имеющего место при плавлении эвтектической смеси,Пример 2. Воспользовавшись диаграммами состояния, приведенными на чертеже,выбирают значение температуры (Г), лежащее в интервале 75 5 - 122". Пусть Т 100,тогда Хв 82 мол.%. По уравнению Шредера-Ле-Шателье рассчитывают температуру Т плавления второго компонента (в соответствии с правилом Вальдена его энтропия плавления равна 6,8 К)Я 6,8 - 2,31 дХь) 373 (6,8 - 2,31 д 0,82)Тв = = = Ъ 85 у6,8 6,3Затем подбирают органическое вещество; не разлагающееся при плавлении, с тем 1 о Состав для регистрации температуры 98,5приготавливают сплавлением порошкообразной смеси, состоящей из 0,41 г М 1(ДЗМП) г С 1 г.и 0,59 г ацетанилида, в закрытой емкостипри 109 в 114./ 5 Полученный состав дает промежуточнуюточку термоиндикационной шкалы: , 75,5,, 98,5, , 122,Пример 3. Выбирают значение температуры Т 9 в интервале 75,5 - 98,5. Пусть Т, 87, тогда Хь 85 мол. % (см, чертеж). Рассчитывают температуру плавления второго компонента по примеру 2, Ть 95,5. Далее подбирают не разлагающееся при плавлении органическое вещество с температурой плав ления, близкой к 95,5, например бутиранилид (т. пл, 96), Путем термического анализа нескольких образцов с составом, олизким к Х в(82 - 90 мол. %), определяют точное значение температуры плавления термохромной смеси, равное 89, и уточняют необходимое содержание компонентов; Х (ДЗМП) г С 1 г 15 мол. % (30 масс. %); бутиранилид 85 мол.% (70 масс.%). Пргмер 4. В таблице показана цвикалатермоиндикаторов, Знаком х отмечены составы, полученные расчетным путем, как в примере 2.Как видно из примеров, основные харак-,теристики образцов термоиндикаторов значительно улучшены по сравнению с известными: повышена точность измерения температуры (+ 1), увеличена контрастность цветового перехода в зоне фиксирования температуры. Использование в качестве комплексных соединений солей переходных металлов с производными пиразола в смеси с плавящимися без разложения органическиБ 5 ми веществами делает возможным созданиешкалы термоиндикаторов с наперед заданными температурными интервалами.Данные составы могут быть использованы при создании термоиндикаторов для конт-сине-фиолетовый Толуолсульфамидфталин Желт 75 78 Х ине-фиолетовый 89 Желтый- Желтыйтираннлидетанилид ине-ф 9 Х олетовый олетовый не-ф 12 П-толуолсульфамндГексахлорэтан Желтый 1 О11 Х ине-фиолетовый ине-фиолетовый Желтый- Желтый 150 211 АнтрапенАнтраценГексахлорбензол олетовый о лтый-си 1 З 14 28 Условные обозначения; ДПЭП ДМП - 3,5 -днметилпнразол. 5-дипропил-атил азол; КомплексноесоединениеОрганическоевещество 2 1 87 72 тые во вни 1. Авторское сви444075, б 01 к 1 2, Патент США1974. детельство1)12, 1972,3825432,. 73 - 356,3. Патент С972,роля теплового режима работы различныхустройств в металлургии, химической технологии, приборостроении, медицине и другихотраслях народного хозяйства. Са(ДПЭП)1 Сь н (дпэп) с са(дпэп) с с. (дпэп),с) с. (дпэп) с р, и;(дпэп)с)ч;(дэмп) с и;(дэмп),с н(дэмп),с, н;(дэмп)о и(дэмп) са й;(дэмп),с й 1(дмп)сй;(дмп),с,Формула изобретенияТермоиндикатор, выполненный на основе комплексных соединений, отличающийся 30 тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, в качестве комплексных соединений используются соли переходных металлов с алкилпиразолами в эвтектической смеси с органическими веществами, которые выбираются из числа конденсированных ароматических углеводородов, галогенпроизводных углеводородов, или из числа амидов и замещенных амидами карбоновых и сульфокислот при следующем соотношении компо в нентов, масс/о: 6Составы могут заменить обычно применяемые для этого электронные приборы, что значительно. удешевит и повысит надежность операции контроля температуры. 221,5 Желтый-сине-фиолетовый Источники информации, прин1 ание при экспертизе3700603, кл. 252 - 408,%/юзмп) п едактор О, филиппова Т аказ 2425/36 Ти ЦНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москва, Ж филиал П П П ПатентСоставитель В. Костинхред О, Луговая Корректор Г. Назаровраж 765 Подписноерственного комитета СССРобретений и открытий- 35, Раушская наб д, 4/5г, Ужгород, ул. Проектная, 4