RU2513332C1 - Method of production of modified iron nanoparticles - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: polydisperse iron nanoparticles are processed with organofluoric polysulphides at heating in standard reactor in the medium of organic solvent. Note here that organofluoric polysulphide of general formula is used: R_f-(S)_m-R_f (I), where R_f represents C_nF_2n+1-, n=1-10, m=2-3 (A); ClCF₂CH₂-, m=2-3 (B); CF₃OCFClCF₂-, m=2-3 (C).

EFFECT: nanoparticles not inclined to agglomeration and oxidation and feature sedimentation resistance.

2 cl, 1 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области нанотехнологии, в частности к способу получения модифицированных наночастиц железа, которые могут быть использованы в создании магнитоуправляемых материалов/магнитореологических жидкостей (магнитожидкостные уплотнения, амортизаторы), радиопоглощающих покрытий, уменьшающих радиолокационную заметность (УРЗ) объектов, и других полимерных композиционных материалов на основе фторполимеров, обладающих такими преимуществами, как выдающаяся термо- и агрессивостойкость, масло- и бензостойкость, а также высокая гидрофобность и олеофобность.The invention relates to the field of nanotechnology, in particular to a method for producing modified iron nanoparticles, which can be used in the creation of magnetically controlled materials / magnetorheological liquids (magneto-liquid seals, shock absorbers), radar absorbing coatings that reduce the radar signature (URZ) of objects, and other polymer composite materials based on fluoropolymers with such advantages as outstanding thermal and aggressive resistance, oil and gas resistance, as well as high hydrophobicity and oleophobicity.

Известен способ получения модифицированных наночастиц металлов, в том числе железа, защищенных от окисления поверхностно-активным веществом катионного типа с противоионами галогенов [пат. РФ 2455120, опубл. 10.07.2012, B22F 9/24]. Однако данная модификация наночастиц металлов обеспечивает лишь защиту частиц от окисления кислородом воздуха, не защищая от влияния других агрессивных сред и агломерации. В результате низкая седиментационная устойчивость дисперсных систем на основе данных модифицированных наночастиц металлов не позволяет вводить их во фторированные полимерные матрицы.A known method for producing modified metal nanoparticles, including iron, protected from oxidation by a cationic type surfactant with halogen counterions [US Pat. RF 2455120, publ. July 10, 2012, B22F 9/24]. However, this modification of metal nanoparticles provides only protection for particles from oxidation by atmospheric oxygen, not protecting against the influence of other aggressive environments and agglomeration. As a result, the low sedimentation stability of dispersed systems based on data from modified metal nanoparticles does not allow them to be introduced into fluorinated polymer matrices.

Известен способ адсорбционной модификации карбонильного железа раствором гексадекантиола в этаноле в бескислородных условиях [Lee D.-W., Yu J.-H., Jang Т., Kim B.-K. // J. Mater. Sci. Technol, 2010. V. 26. P.706]. В данном случае сорбционный характер связи молекул реагента-модификатора с поверхностью наночастиц железа придает стойкость к атмосферной коррозии, однако не обеспечивает удовлетворительной устойчивости к агрессивным средам. Кроме того, высокая склонность к агломерации значительно снижает область применения модифицированных таким способом наночастиц железа.A known method of adsorption modification of carbonyl iron with a solution of hexadecantiol in ethanol under oxygen-free conditions [Lee D.-W., Yu J.-H., Jang T., Kim B.-K. // J. Mater. Sci. Technol, 2010. V. 26. P.706]. In this case, the sorption nature of the coupling of the modifier reagent molecules with the surface of iron nanoparticles gives resistance to atmospheric corrosion, but does not provide satisfactory resistance to aggressive environments. In addition, a high tendency to agglomeration significantly reduces the field of application of iron nanoparticles modified in this way.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является способ получения модифицированных наночастиц железа (НЧЖ), который заключается в разложении паров пентакарбонила железа в токе инертного газа с образованием высокодисперсных НЧЖ, которые в газовой фазе подвергаются обработке бис-(3,7-окса-перфтороктил)дисульфидом [Rodin V.M., Emelianov G.A., Vasileva E.S., Voznyakovskii A.P., Kim D.-Soo. // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 2008. V. 16. P.706]. Получаемые таким способом модифицированные НЧЖ обладают высокой стойкостью к окислению, седиментационной устойчивостью, пониженной склонностью к агломерации, что способствует введению их в поли- и перфторированные полимерные матрицы. Однако данный способ имеет ряд серьезных недостатков: процесс проводят в газовой фазе, требующей жестких высокотемпературных условий и сложного аппаратурного оформления. Опытная установка включает в себя два испарителя с нагревателями для исходных компонентов, газопроводную систему, проточный вертикальный реактор трубчатого типа с двумя зонами нагрева (200-350°С), а также конденсационную камеру с охлаждающей системой. Кроме того, используемый фторорганический дисульфид - бис-(3,7-окса-перфтороктил)дисульфид, является труднодоступным соединением, а способ имеет низкую производительность (0,5 г в сутки модифицированных НЧЖ). Вышеуказанные недостатки не позволяют использовать его для расширенного лабораторного и серийного производства.The closest analogue in technical essence and the achieved result is a method for producing modified iron nanoparticles (NPIs), which consists in the decomposition of iron pentacarbonyl vapors in an inert gas stream with the formation of highly dispersed NPFs which undergo bis- (3,7-oxa- perfluorooctyl) disulfide [Rodin VM, Emelianov GA, Vasileva ES, Voznyakovskii AP, Kim D.-Soo. // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 2008. V. 16. P.706]. Modified NPs obtained in this way have high oxidation resistance, sedimentation stability, and a reduced tendency to agglomerate, which contributes to their incorporation into poly- and perfluorinated polymer matrices. However, this method has several serious drawbacks: the process is carried out in the gas phase, which requires stringent high-temperature conditions and complex hardware design. The pilot plant includes two evaporators with heaters for the starting components, a gas pipeline system, a vertical flow tube reactor with two heating zones (200-350 ° C), as well as a condensation chamber with a cooling system. In addition, the organofluorine disulfide used, bis- (3,7-oxa-perfluorooctyl) disulfide, is a difficult-to-reach compound, and the method has a low productivity (0.5 g per day of modified NPs). The above disadvantages do not allow using it for extended laboratory and serial production.

Технической задачей данного изобретения является разработка упрощенного способа получения высокодисперсных модифицированных НЧЖ, обладающих стойкостью к окислению, пониженной склонностью к агломерации и седиментационной устойчивостью.The technical task of this invention is to develop a simplified method for producing highly dispersed modified NFs with oxidation resistance, reduced tendency to agglomeration and sedimentation stability.

Поставленная задача достигается тем, что обработку НЧЖ фторорганическим полисульфидом при нагревании проводят в среде органического растворителя с использованием в качестве фторорганического полисульфнда соединений общей формулы:This object is achieved in that the treatment of NF with an organofluorine polysulfide when heated is carried out in an organic solvent using organochlorine polysulfide compounds of the general formula:

$$R_f-{\left(S\right)}_m-R_f,\left(I\right)$$

$$R_f-{\left(S\right)}_m-R_f,\left(I\right)$$

где R_f:where R _f :

$$C_n{F}_{2n+1},n=1-10;m=2-3\left(A\right)$$

; $$C_n{F}_{2n+\mathrm{one}},n=\mathrm{one}-10;m=2-3\left(A\right)$$

;

$$ClC{F}_{2}C{H}_2-,m=2-3\left(Б\right)$$

; $$ClC{F}_{2}C{H}_2-,m=2-3\left(B\right)$$

;

$$C{F}_{3}OCFClC{F}_2-,m=2-3\left(B\right)$$

. $$C{F}_{3}OCFClC{F}_2-,m=2-3\left(B\right)$$

.

Сущность изобретения заключается в смешении при нагревании в стандартном реакторе, снабженном перемешивающим устройством, полиднсперсных порошков НЧЖ с фторорганическими полисульфидами (I) в среде органического растворителя. При этом происходит разрыв сульфидной связи с образованием свободных фторрадикалов $$R_f-S•$$

, которыми и модифицируются НЧЖ. Модифицированные НЧЖ представляют собой структуру типа ядро - оболочка (рис.1).The essence of the invention consists in mixing, when heated in a standard reactor equipped with a stirrer, polydisperse powders of NP with organofluorine polysulfides (I) in an organic solvent. In this case, a sulfide bond is broken with the formation of free fluorine radicals $$R_f-S•$$

which modify NFJ. Modified NPs are a core-shell structure (Fig. 1).

Рис.1. Модель наночастицы железа, модифицированной фторорганическими полисульфидами.Fig. 1. Model of an iron nanoparticle modified with organofluorine polysulfides.

В качестве исходных НЧЖ могут быть использованы порошки следующих марок НЧЖ, выпускаемые в промышленном масштабе: карбонильное радиотехническое Р-10 (ГОСТ 13610-79), карбонильное Пс (ГОСТ 13610-79), карбонильное техническое ЖКВ (ТУ 6-050210316-007-88).Powders of the following grades of non-ferrous alloys that are produced on an industrial scale can be used as initial NPFs: carbonyl radio engineering R-10 (GOST 13610-79), carbonyl Ps (GOST 13610-79), carbonyl technical ZhKV (TU 6-050210316-007-88 )

При модификации использованы фторорганические полисульфиды, следующих структурных формул:During the modification, organofluorine polysulfides of the following structural formulas were used:

$$C_n{F}_{2n+1}-{\left(S\right)}_m-C_n{F}_{2n+1},n=1-10;m=2-3\left(A\right)$$

; $$C_n{F}_{2n+\mathrm{one}}-{\left(S\right)}_m-C_n{F}_{2n+\mathrm{one}},n=\mathrm{one}-10;m=2-3\left(A\right)$$

;

$$ClC{F}_{2}C{H}_2-{\left(S\right)}_m-C{H}_{2}C{F}_{2}Cl,m=2-3\left(Б\right)$$

; $$ClC{F}_{2}C{H}_2-{\left(S\right)}_m-C{H}_{2}C{F}_{2}Cl,m=2-3\left(B\right)$$

;

$$C{F}_{3}OCFClC{F}_2-{\left(S\right)}_m-C{F}_{2}CFClOC{F}_3,m=2-3\left(B\right)$$

. $$C{F}_{3}OCFClC{F}_2-{\left(S\right)}_m-C{F}_{2}CFClOC{F}_3,m=2-3\left(B\right)$$

.

Количество фторорганического полисульфида, необходимого для обработки НЧЖ, определяется распределением частиц по размерам исходной партии порошков (метод динамического светорассеяния) и составляет от 3 до 30 м.ч. на 100 м.ч. НЧЖ.The amount of organofluorine polysulphide required for the treatment of NP is determined by the distribution of particles by the size of the initial batch of powders (dynamic light scattering method) and ranges from 3 to 30 m.h. per 100 m.h. NWF.

В качестве органического растворителя могут быть использованы: третбутилметиловый эфир, четыреххлористый углерод, диметилформамид, диглим, гексан, метилфениловый эфир, этилфениловый эфир, хладон 113, хладон 114 В2, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан.As an organic solvent, tert-butyl methyl ether, carbon tetrachloride, dimethylformamide, diglyme, hexane, methylphenyl ether, ethyl phenyl ether, chladone 113, chladon 114 B2, perfluoromethyldekalin, perfluoromethylcyclohexane can be used.

Способ модификации осуществляется смешением в металлическом реакторе в диапазоне температур 110-160°С в течение 2-3 часов НЧЖ и фторорганического полисульфида в среде растворителя. Наиболее предпочтителен температурный диапазон 120-130°С. Далее осуществляется вакуумная отгонка растворителя и сушка модифицированных НЧЖ, которые затем хранятся в пластиковой таре.The modification method is carried out by mixing in a metal reactor in the temperature range of 110-160 ° C for 2-3 hours NPI and organofluorine polysulfide in a solvent medium. The most preferred temperature range is 120-130 ° C. Next, vacuum distillation of the solvent and drying of the modified NPF are carried out, which are then stored in a plastic container.

Получаемые таким способом модифицированные НЧЖ были исследованы на стойкость к окислению кислородом и другими агрессивными компонентами воздуха методом термо-гравиметрического анализа; на склонность к снижению агломерации методом динамического светорассеяния; на седиментационную устойчивость после обработки ультразвуком в поли- и перфторированных полимерных матрицах.Modified NPs obtained in this way were tested for resistance to oxidation by oxygen and other aggressive air components by thermogravimetric analysis; the tendency to reduce agglomeration by dynamic light scattering; on sedimentation stability after sonication in poly- and perfluorinated polymer matrices.

Пример 1Example 1

В реактор из нержавеющей стали объемом 0,2 л, снабженный мешалкой, двумя вентилями, манометром, карманом для термопары, загружают в токе аргона 100 г НЧЖ марки Р-10 (средний диаметр частиц 3,5 мкм), вакуумируют и охлаждают до -40-50°С охлаждающей смесью этанол-азот. Далее в реактор подают 120 мл третбутилметилового эфира и 3 г полисульфида (Б, где m=2). Нагревают до 135°С и выдерживают при данной температуре 2 часа. Далее в токе аргона реакционную смесь выгружают из реактора, переносят ее в круглодонную колбу и осуществляют вакуумную отгонку растворителя и избыточного полисульфида. Затем производят сушку модифицированного НЧЖ при 5-7 мм рт.ст. и 150°С в течение 2 часов. В результате опыта получено 99 г модифицированного НЧЖ.In a stainless steel reactor with a volume of 0.2 l, equipped with a stirrer, two valves, a pressure gauge, a thermocouple pocket, 100 g of R-10 grade NLF (average particle diameter 3.5 μm) are loaded in an argon stream, vacuumized and cooled to -40 -50 ° C with a cooling mixture of ethanol-nitrogen. Next, 120 ml of tert-butyl methyl ether and 3 g of polysulfide (B, where m = 2) are fed into the reactor. Heated to 135 ° C and maintained at this temperature for 2 hours. Then, in a stream of argon, the reaction mixture is discharged from the reactor, transferred to a round bottom flask and vacuum distillation of the solvent and excess polysulfide is carried out. Then produce a modified modified NPF at 5-7 mm RT.article. and 150 ° C for 2 hours. As a result of the experiment, 99 g of modified NP was obtained.

Полученный сухой модифицированный порошок НЧЖ переносится и хранится в заранее подготовленной, продутой аргоном пластиковой таре.The resulting dry modified powder of NLF is transferred and stored in a prepared, argon-blown plastic container.

Пример 2Example 2

В реактор из нержавеющей стали объемом 0,2 л, снабженный мешалкой, двумя вентилями, манометром, карманом для термопары, загружают в токе аргона 150 г НЧЖ марки Пс (средний диаметр частиц 2,2 мкм), вакуумируют и охлаждают до -40-50°С охлаждающей смесью этанол-азот. Далее в реактор подают 120 мл хладона 113 и 7 г полисульфида (В, где m=3). Нагревают до 110°С и выдерживают при данной температуре 2,5 часа. Далее в токе аргона реакционную смесь выгружают из реактора, переносят ее в круглодонную колбу и осуществляют вакуумную отгонку растворителя и избыточного полисульфида. Затем производят сушку модифицированного НЧЖ при 7-10 мм рт.ст. и 160°С в течение 2 часов. В результате опыта получено 152 г модифицированного НЧЖ.In a stainless steel reactor with a volume of 0.2 l, equipped with a stirrer, two valves, a pressure gauge, a thermocouple pocket, 150 g of Ps grade NPJ (average particle diameter 2.2 μm) are loaded in an argon stream, vacuumized and cooled to -40-50 ° C ethanol-nitrogen cooling mixture. Next, 120 ml of HFC 113 and 7 g of polysulfide (B, where m = 3) are fed into the reactor. Heated to 110 ° C and maintained at this temperature for 2.5 hours. Then, in a stream of argon, the reaction mixture is discharged from the reactor, transferred to a round bottom flask and vacuum distillation of the solvent and excess polysulfide is carried out. Then produce a modified modified NPF at 7-10 mm Hg. and 160 ° C for 2 hours. As a result of the experiment, 152 g of modified NF were obtained.

Полученный сухой модифицированный порошок НЧЖ переносится и хранится в заранее подготовленной, продутой аргоном пластиковой таре.The resulting dry modified powder of NLF is transferred and stored in a prepared, argon-blown plastic container.

Пример 3.Example 3

В реактор из нержавеющей стали объемом 0,2 л, снабженный мешалкой, двумя вентилями, манометром, карманом для термопары, загружают в токе аргона 130 г НЧЖ марки ЖКВ (средний диаметр частиц 3 мкм), вакуумируют и охлаждают до -40-50°С охлаждающей смесью этанол-азот. Далее в реактор подают 150 мл этилфенилового эфира и 6,5 г полисульфида (А, где n=l, m=3). Нагревают до 160°С и выдерживают при данной температуре 2 часа. Далее в токе аргона реакционную смесь выгружают из реактора, переносят ее в круглодонную колбу и осуществляют вакуумную отгонку растворителя и избыточного полисульфида. Затем производят сушку модифицированного НЧЖ при 5-7 мм рт.ст. и 150°С в течение 2 часов. В результате опыта получено 129 г модифицированного НЧЖ.In a stainless steel reactor with a volume of 0.2 l, equipped with a stirrer, two valves, a pressure gauge, a thermocouple pocket, 130 g of ZhKV ZhChZh (average particle diameter 3 μm) are loaded in an argon stream, vacuum and cooled to -40-50 ° С ethanol-nitrogen cooling mixture. Next, 150 ml of ethyl phenyl ether and 6.5 g of polysulfide (A, where n = l, m = 3) are fed into the reactor. Heated to 160 ° C and maintained at this temperature for 2 hours. Then, in a stream of argon, the reaction mixture is discharged from the reactor, transferred to a round bottom flask and vacuum distillation of the solvent and excess polysulfide is carried out. Then produce a modified modified NPF at 5-7 mm RT.article. and 150 ° C for 2 hours. As a result of the experiment, 129 g of modified NP was obtained.

Полученный сухой модифицированный порошок НЧЖ переносится и хранится в заранее подготовленной, продутой аргоном пластиковой таре.The resulting dry modified powder of NLF is transferred and stored in a prepared, argon-blown plastic container.

Пример 4Example 4

В реактор из нержавеющей стали объемом 0,2 л, снабженный мешалкой, двумя вентилями, манометром, карманом для термопары, загружают в токе аргона 130 г НЧЖ марки ЖКВ (средний диаметр частиц 3 мкм), вакуумируют и охлаждают до -40-50°С охлаждающей смесью этанол-азот. Далее в реактор подают 140 мл метилфенилового эфира и 10 г полисульфида (А, где n=6, m=2). Нагревают до 140°С и выдерживают при данной температуре 2,5 часа. Далее в токе аргона реакционную смесь выгружают из реактора, переносят ее в круглодонную колбу и осуществляют вакуумную отгонку растворителя и избыточного полисульфида. Затем производят сушку модифицированного НЧЖ при 5-7 мм рт.ст. и 155°С в течение 2 часов. В результате опыта получено 131 г модифицированного НЧЖ.In a stainless steel reactor with a volume of 0.2 l, equipped with a stirrer, two valves, a pressure gauge, a thermocouple pocket, 130 g of ZhKV ZhChZh (average particle diameter 3 μm) are loaded in an argon stream, vacuum and cooled to -40-50 ° С ethanol-nitrogen cooling mixture. Then 140 ml of methylphenyl ether and 10 g of polysulfide (A, where n = 6, m = 2) are fed into the reactor. Heated to 140 ° C and maintained at this temperature for 2.5 hours. Then, in a stream of argon, the reaction mixture is discharged from the reactor, transferred to a round bottom flask and vacuum distillation of the solvent and excess polysulfide is carried out. Then produce a modified modified NPF at 5-7 mm RT.article. and 155 ° C for 2 hours. As a result of the experiment, 131 g of modified NP was obtained.

Полученный сухой модифицированный порошок НЧЖ переносится и хранится в заранее подготовленной, продутой аргоном пластиковой таре.The resulting dry modified powder of NLF is transferred and stored in a prepared, argon-blown plastic container.

Пример 5Example 5

В реактор из нержавеющей стали объемом 0,2 л, снабженный мешалкой, двумя вентилями, манометром, карманом для термопары, загружают в токе аргона 110 г НЧЖ марки Р-10 (средний диаметр частиц 3,5 мкм), вакуумируют и охлаждают до -40-50°С охлаждающей смесью этанол-азот. Далее в реактор подают 130 мл хладона 114В2 и 13 г полисульфида (А, где n=10, m=3). Нагревают до 125°С и выдерживают при данной температуре 3 часа. Далее в токе аргона реакционную смесь выгружают из реактора, переносят ее в круглодонную колбу и осуществляют вакуумную отгонку растворителя и избыточного полисульфида. Затем производят сушку модифицированного НЧЖ при 7-10 мм рт.ст. и 160°С в течение 2 часов. В результате опыта получено 113 г модифицированного НЧЖ.In a stainless steel reactor with a volume of 0.2 l, equipped with a stirrer, two valves, a manometer, a thermocouple pocket, 110 g of R-10 grade NFL (average particle diameter 3.5 μm) are loaded in an argon stream, vacuumized and cooled to -40 -50 ° C with a cooling mixture of ethanol-nitrogen. Next, 130 ml of Freon 114B2 and 13 g of polysulfide (A, where n = 10, m = 3) are fed into the reactor. Heated to 125 ° C and maintained at this temperature for 3 hours. Then, in a stream of argon, the reaction mixture is discharged from the reactor, transferred to a round bottom flask and vacuum distillation of the solvent and excess polysulfide is carried out. Then produce a modified modified NPF at 7-10 mm Hg. and 160 ° C for 2 hours. As a result of the experiment, 113 g of modified NP was obtained.

Полученный сухой модифицированный порошок НЧЖ переносится и хранится в заранее подготовленной, продутой аргоном пластиковой таре.The resulting dry modified powder of NLF is transferred and stored in a prepared, argon-blown plastic container.

Исследования распределения размера исходных и модифицированных образцов НЧЖ проводились методом динамического светорассеяния на анализаторе ZetasizerNano. Данные распределения размера частиц по объему (пример 1-5) приведены в таблице 1.The size distribution of the initial and modified NPF samples was studied by dynamic light scattering on a ZetasizerNano analyzer. Data distribution of particle size by volume (example 1-5) are shown in table 1.

Условия съемки: гидрированная кремнийорганическая жидкость (ГКЖ) - η=1,28 Пз, ε=2,55; навеска образцов железа 0,1% (масс.) от ГКЖ, n=1,425; ультразвуковая обработка в течение 5 минут.Shooting conditions: hydrogenated organosilicon liquid (GKZh) - η = 1.28 Pz, ε = 2.55; a sample of iron samples of 0.1% (mass.) from GKZH, n = 1,425; ultrasonic treatment for 5 minutes.

Таблица 1Table 1 №No. Исходное НЧЖInitial NPF Модифицированное НЧЖModified NPF Макс. 1, нмMax. 1 nm Макс. 2, нмMax. 2 nm Макс. 3, нмMax. 3 nm Макс. 1, нмMax. 1 nm Макс. 2, нмMax. 2 nm Макс. 3, нмMax. 3 nm 1one 3450 (86%)3450 (86%) 1470 (7%)1470 (7%) 770 (6%)770 (6%) 1850 (64%)1850 (64%) 1050 (21%)1050 (21%) 530 (11%)530 (11%) 22 2230 (89%)2230 (89%) 1210 (6%)1210 (6%) 820 (4%)820 (4%) 1250 (75%)1250 (75%) 780 (17%)780 (17%) 470 (7%)470 (7%) 33 2970 (87%)2970 (87%) 1750 (8%)1750 (8%) 940 (3%)940 (3%) 1870 (69%)1870 (69%) 970 (20%)970 (20%) 520 (9%)520 (9%) 4four 2970 (87%)2970 (87%) 1750 (8%)1750 (8%) 940 (3%)940 (3%) 1830 (73%)1830 (73%) 980 (19%)980 (19%) 480 (6%)480 (6%) 55 3450 (86%)3450 (86%) 1470 (7%)1470 (7%) 770 (6%)770 (6%) 1810 (68%)1810 (68%) 1100 (18%)1100 (18%) 510 (12%)510 (12%)

Как видно из данных, приведенных в таблице, размер частиц после модификации значительно уменьшается, что свидетельствует об отсутствии агломерации модифицированных НЧЖ.As can be seen from the data given in the table, the particle size after modification is significantly reduced, which indicates the absence of agglomeration of modified NPs.

Полученные в примерах (1-5) модифицированные НЧЖ были использованы в качестве наполнителя дисперсий для создания магнито-реологических жидкостей. Приготовление дисперсии на основе модифицированных НЧЖ и поли- или перфторированной полимерной матрицы (например, фторсилоксанов или фторуглеродов) сводилось к замешиванию компонентов в низкооборотном диспергаторе и обработке ультразвуком. После этого на протяжении нескольких месяцев наблюдалась однородная дисперсия, которая не расслаивается и не теряет своих высоких магнитореологических свойств, что подтверждает седиментационную устойчивость модифицированных НЧЖ в поли- или перфторированных полимерных матрицах.The modified NFs obtained in examples (1-5) were used as a filler of dispersions to create magneto-rheological liquids. The preparation of a dispersion based on modified NPFs and a poly- or perfluorinated polymer matrix (for example, fluorosiloxanes or fluorocarbons) was reduced to mixing the components in a low-speed dispersant and processing with ultrasound. After this, a uniform dispersion was observed for several months, which does not separate and does not lose its high magnetorheological properties, which confirms the sedimentation stability of modified NPs in poly- or perfluorinated polymer matrices.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ технически прост, не требует специального оборудования, обладает высокой производительностью, при этом получаемые модифицированные НЧЖ не склонны к агломерации, устойчивы к окислению, обладают седиментационной устойчивостью и могут быть использованы для введения в поли- и перфторированные полимерные матрицы.Thus, as can be seen from the above examples, the proposed method is technically simple, does not require special equipment, has high performance, and the resulting modified NPs are not prone to agglomeration, oxidation resistant, sedimentation stable, and can be used for introduction into poly- and perfluorinated polymer matrices.

Claims (2)

1. Способ получения модифицированных наночастиц железа, включающий обработку наночастиц железа фторорганическими полисульфидами при нагревании, отличающийся тем, что процесс проводят в среде органического растворителя с использованием в качестве фторорганических полисульфидов соединений следующей структурной формулы:
$$R_f-{\left(S\right)}_m-R_f,\left(I\right)$$

где R_f представляет собой С_nF_2n+1-, n=1-10, m=2-3 (А); ClCF₂CH₂-, m=2-3 (Б); СF₃OCFClCF₂-, m=2-3 (В).1. A method of producing modified iron nanoparticles, comprising treating iron nanoparticles with organofluorine polysulfides by heating, characterized in that the process is carried out in an organic solvent medium using as compounds of organofluorine polysulfides the following structural formula:
$$R_f-{\left(S\right)}_m-R_f,\left(I\right)$$

where R _f represents With _n F _{2n + 1} -, n = 1-10, m = 2-3 (A); ClCF ₂ CH ₂ -, m = 2-3 (B); CF ₃ OCFClCF ₂ -, m = 2-3 (B). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органических растворителей могут быть использованы: трет-бутилметиловый эфир, четыреххлористый углерод, диметилформамид, диглим, гексан, метилфениловый эфир, этилфениловый эфир, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, хладон 113, хладон 114В2. 2. The method according to claim 1, characterized in that the following can be used as organic solvents: tert-butyl methyl ether, carbon tetrachloride, dimethylformamide, diglyme, hexane, methylphenyl ether, ethyl phenyl ether, perfluoromethyldecaline, perfluoromethylcyclohexane, freon 113, Freon 114B2.

Images