RU2621335C1 - Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов - Google Patents
Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621335C1 RU2621335C1 RU2015156790A RU2015156790A RU2621335C1 RU 2621335 C1 RU2621335 C1 RU 2621335C1 RU 2015156790 A RU2015156790 A RU 2015156790A RU 2015156790 A RU2015156790 A RU 2015156790A RU 2621335 C1 RU2621335 C1 RU 2621335C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon nanotubes
- elastomer
- polymer matrix
- electrical conductivity
- modified
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
- C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
- C08K5/5419—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond containing at least one Si—C bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области полимерных композиционных материалов, предназначенных для изготовления полимерматричных композитов, требующих повышенных значений электропроводности. Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками, содержит полисилоксаны следующей структуры (-R1R2Si-O-R3R4Si-)m, где Ri - H, -CnH2n+1 при n = 1-20, при следующем соотношении компонентов, мас.%: многостенные углеродные нанотрубки 10-25; полисилоксаны 2-5; полиолефиновый эластомер - остальное. Обеспечивается повышение электропроводности полимерматричных материалов. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области конструкционных материалов и полимерных нанокомпозитов, а именно к полимерным композициям, содержащим нанодисперсные добавки с целью повышения их электрофизических свойств.
В данном изобретении предложен материал, являющийся полимерным композиционным наполнителем, модифицированным углеродными нанотрубками, предназначенным для существенного повышения электропроводности полимерматричных композитов.
Интерес к выбранной тематике исследования обусловлен тем, что конструкционные материалы, используемые в авиакосмической технике, автомобилестроении и других высокотехнологичных отраслях, должны обладать комплексом высоких эксплуатационных и технологических характеристик, включая прочностные показатели, тепло- и электропроводность, а также возможность перерабатываться в изделия простыми высокопроизводительными методами. В большинстве случаев для этих целей используются металлы, обладающие требуемым набором характеристик, однако, как показывают исследования последних лет, они могут быть с успехом заменены на полимерные композиты с соответствующим набором свойств.
Из области техники известны способы получения композиций на основе углеродных нанотрубок и полиолефинов.
Известен патент RU 2490204 способ получения нанокомпозитов на основе полиолефинов, используемых при получении различных изделий, таких как пленки, листы, трубы, нити и волокна, обладающих высокой объемной и поверхностной электропроводностью. В технологии используются углеродные нанотрубки, предварительно механически растертые в воде с добавлением водорастворимого полимера с концентрацией 0,01-0,1 мас.%. Полученную суспензию диспергируют ультразвуком при максимальной температуре среды не выше 70°С. Затем полученную суспензию наносят на поверхность гранул полиолефина и сушат. Полученные гранулы нанокомпозита содержат до 0,5 мас.% углеродных нанотрубок.
Недостатком данной технологии является использование нестандартного оборудования, а также добавление дополнительной стадии приготовления полимерного нанокомпозита.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональных свойств полимерных композитов, в частности электропроводности.
Требуемый технический результат достигается тем, что полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками, содержит полисилоксаны при следующем соотношении компонентов, % мас.%: углеродные нанотрубки 10-25; полисилоксаны 2-5; полиолефиновый эластомер - остальное. Наличие полисилоксанов в полимерном композите способствует гомогенному распределению углеродных нанотрубок в полимерной матрице.
Новый технический результат, достигаемый при добавлении данного композиционного наполнителя в полимерматричные композиты, заключается в значительном повышении их электропроводности за счет гомогенного распределения углеродных нанотрубок в объеме композита. Гомогенному распределению углеродных нанотрубок в объеме полимерной матрице способствует использование полисилоксанов в полимерном нанокомпозите следующей структуры: (-R1R2Si-О-R3R4Si-)m, где Ri-H, -CnH2n+1 при n=1-20).
Отличительные признаки предложенного технического решения на порядок повысили электропроводность полимерматричных композитов.
Достижение улучшенных показателей назначения иллюстрируется нижеприведенными данными исследований и опытов.
Опытной проверкой было установлено повышение электропроводности на два порядка в сравнении с полимерматричным композитом без добавления полиолефинового композита, модифицированного углеродными нанотрубками.
Пример.
В качестве исходных материалов используются:
- многослойные углеродные нанотрубки диаметром 20-30 нм, длиной 5-7 мкм;
- полиолефиновый эластомер (LC 370);
- полисилоксан (-R1R2Si-О-R3R4Si-)m, где Ri -H, -CnH2n+1 при n=1-20.
Смешение компонентов проводилось на двухвалковой мельнице (BL-6175-A) при температуре 120°С в течении 20 мин. Соотношении компонентов в изготавливаемых экспериментальных образцах представлено в табл. 1
Далее, с использование полученных экспериментальных образцов изготавливались полимерматричные композиты, методом литья под давлением на термопластавтомате Haitan SA 900 со следующим соотношением компонентов:
Полипропилен PPG 1120-16 - 90 мас. %, образец 1 -10 мас.%;
Полипропилен PPG 1120-16 - 90 мас. %, образец 2 -10 мас.%;
Полипропилен PPG 1120-16 - 90 мас. %, образец 3 -10 мас.%.
По результатам объемного электросопротивления получены следующие результаты:
образец 1 -10-3 См/м;
образец 2 -10-3 См/м;
образец 3 -10-1 См/м.
Claims (1)
- Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов, отличающийся тем, что композит дополнительно содержит полисилоксаны следующей структуры (-R1R2Si-О-R3R4Si-)m, где Ri -H, -CnH2n+1 при n=1-20, при следующем соотношении компонентов, мас.%: многостенные углеродные нанотрубки 10-25; полисилоксаны 2-5; полиолефиновый эластомер - остальное.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156790A RU2621335C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156790A RU2621335C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2621335C1 true RU2621335C1 (ru) | 2017-06-02 |
Family
ID=59032121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015156790A RU2621335C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2621335C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2389739C2 (ru) * | 2005-08-08 | 2010-05-20 | Кабот Корпорейшн | Полимерные композиции, содержащие нанотрубки |
US20110204298A1 (en) * | 2007-08-08 | 2011-08-25 | Cheil Industries Inc. | Electro-Conductive Thermoplastic Resin Compositions and Articles Manufactured Therefrom |
WO2011159446A1 (en) * | 2010-06-18 | 2011-12-22 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc | Electrically conductive, olefin multiblock copolymer compositions |
RU2490204C1 (ru) * | 2011-12-19 | 2013-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) | Способ получения композиций на основе углеродных нанотрубок и полиолефинов |
RU2543178C2 (ru) * | 2010-04-06 | 2015-02-27 | Бореалис Аг | Полупроводниковая полиолефиновая композиция, содержащая электропроводный наполнитель |
-
2015
- 2015-12-29 RU RU2015156790A patent/RU2621335C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2389739C2 (ru) * | 2005-08-08 | 2010-05-20 | Кабот Корпорейшн | Полимерные композиции, содержащие нанотрубки |
US20110204298A1 (en) * | 2007-08-08 | 2011-08-25 | Cheil Industries Inc. | Electro-Conductive Thermoplastic Resin Compositions and Articles Manufactured Therefrom |
RU2543178C2 (ru) * | 2010-04-06 | 2015-02-27 | Бореалис Аг | Полупроводниковая полиолефиновая композиция, содержащая электропроводный наполнитель |
WO2011159446A1 (en) * | 2010-06-18 | 2011-12-22 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc | Electrically conductive, olefin multiblock copolymer compositions |
RU2490204C1 (ru) * | 2011-12-19 | 2013-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) | Способ получения композиций на основе углеродных нанотрубок и полиолефинов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wei et al. | Graphene nanoplatelets in epoxy system: dispersion, reaggregation, and mechanical properties of nanocomposites | |
Sharma et al. | Role of free volume characteristics of polymer matrix in bulk physical properties of polymer nanocomposites: A review of positron annihilation lifetime studies | |
Zaman et al. | From carbon nanotubes and silicate layers to graphene platelets for polymer nanocomposites | |
Tang et al. | Fracture toughness and electrical conductivity of epoxy composites filled with carbon nanotubes and spherical particles | |
Montazeri | The effect of functionalization on the viscoelastic behavior of multi-wall carbon nanotube/epoxy composites | |
Russ et al. | Length-dependent electrical and thermal properties of carbon nanotube-loaded epoxy nanocomposites | |
KR101980519B1 (ko) | 호스트 중 그래핀 나노입자의 균일한 분산 | |
Vahedi et al. | Effects of carbon nanotube content on the mechanical and electrical properties of epoxy-based composites | |
Poutrel et al. | Effect of pre and post-dispersion on electro-thermo-mechanical properties of a graphene enhanced epoxy | |
Kushwaha et al. | Study on the effect of carbon nanotubes on plastic composite reinforced with natural fiber | |
KR101400406B1 (ko) | 탄소나노튜브 복합체의 제조방법 | |
Yesil et al. | Effect of carbon nanotube surface treatment on the morphology, electrical, and mechanical properties of the microfiber‐reinforced polyethylene/poly (ethylene terephthalate)/carbon nanotube composites | |
Konnola et al. | High strength toughened epoxy nanocomposite based on poly (ether sulfone)‐grafted multi‐walled carbon nanotube | |
Salaeh et al. | Conductive epoxidized natural rubber nanocomposite with mechanical and electrical performance boosted by hybrid network structures | |
Nawaz et al. | Effects of selected size of graphene nanosheets on the mechanical properties of polyacrylonitrile polymer | |
RU2621335C1 (ru) | Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов | |
RU2637237C1 (ru) | Полиолефиновый композит, наполненный углеродными нанотрубками, для повышения электропроводности, модифицированный смесью полисилоксанов | |
KR20130013224A (ko) | 고전단 가공을 이용한 폴리아미드 탄소나노튜브 복합체의 제조 방법 | |
Kausar | Mechanical and Thermal Properties of Polyamide 1010 Composites Filled with Nanodiamond/Graphitized Carbon Black Nanoparticles | |
Yu et al. | Preparation of polyethylene terephthalate/polyketone/graphene oxide composite fibers: implications for high-performance polymer composites modified with carbon nanomaterials | |
Li et al. | One‐step synthesis of graphene nanoplatelets/SiO2 hybrid materials with excellent toughening performance | |
Yakovenko et al. | Effects of dispersion and ultraviolet/ozonolysis functionalization of graphite nanoplatelets on the electrical properties of epoxy nanocomposites | |
Granada et al. | Effect of carbon nanotubes functionalization on properties of their nanocomposites with polycarbonate/poly (acrylonitrile‐butadiene‐styrene) matrix | |
Chirita et al. | Mechanical Characterization of Graphite and Graphene/Vinyl-Ester Nanocomposite Using Three Point Bending Test | |
Demirbaş et al. | Synthesis and characterization of polypropylene and CTAB modified diatomite composites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200427 Effective date: 20200427 |