close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2136

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ К
ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2136
(13)
C1
6
(51) D04H 1/42
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА
(21) Номер заявки: 950840
(22) 05.09.1995
(46) 30.06.1998
(71) Заявители: Светлогорское производственное
объединение
"Химволокно"
(BY);
Санкт-Петербургский
государственный
университет технологии и дизайна (RU)
(72) Авторы: Марков Н.С., Якобук А.А., Фихман
Ю.Н., Полховский М.В., Антипин А.И., Гриневич
П.Н. (BY), Лысенко А.А., Асташкина О.В. (RU)
(73) Патентообладатели: Светлогорское
производственное объединение "Химволокно" (BY);
Санкт-Петербургский
государственный
университет технологии и дизайна (RU)
(57)
1. Способ получения нетканого материала, включающий формирование холста из органического волокнистого материала и карбонизацию в инертной среде, отличающийся тем, что после формирования холста
его подвергают иглопрокалыванию, карбонизацию проводят при постепенном повышении температуры от
240°С до 630°С со скоростью 10°С/мин, а в качестве волокнистого материала используют некрученые вискозные нити.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после карбонизации осуществляют активацию в течение 1550 мин.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после карбонизации осуществляют графитацию в течение 720 мин при температуре 2200-2350°C.
(56)
1. Заявка Японии 63-42922, МКИ D01F 9/14, 1988.
2. Заявка Японии 3227441, МКИ D04Н 1/42, 1991.
3. Заявка Японии 2259149, МКИ D04Н 1/42, 1990 (прототип).
Изобретение относится к области получения нетканого материала, используемого в качестве термоизоляционного материала, для изготовления фильтров для очистки воды от токсинов, тяжелых металлов, радионуклеидов, для извлечения золота и платиновых металлов, для очистки газов от органических растворителей; в медицине в качестве энтеросорбента.
Известны способы получения нетканого материала из углеродных волокон, например способ [1], заключающийся в формировании нетканого материала из пековых волокон с последующим традиционным методом получения углеродного материала. Недостатком способа является получение нетканого материала, не
обладающего сорбционными свойствами.
Известен способ получения нетканого материала из слоев, полученных из непрерывных пековых нитей.
Из слоев перекрыванием внахлест получают непрерывный лист, который карбонизуют в инертной среде.
Лист из углеродных волокон наслаивают, подвергают иглопробивной обработке и термообрабатывают при
1400°С [2]. Полученный нетканый материал обладает достаточно высокой прочностью, но не обладает
сорбционной емкостью. Кроме того, сформированный холст путем наслаивания листов не может быть достаточно однородным, так как в местах стыков листов происходит разбивание их краев при иглопробивании,
из-за чего происходит их обсыпание и засорение рабочей среды.
Наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату является способ получения нетканого материала из углеродных волокон [3], заключающийся в формировании холста из непрерывных пековых волокон (поверхностная плотность 165 г/м2), карбонизации в инертной среде при температуре до
950°С и последующей обработке листа из углеродных волокон водяным паром при температуре 850°С в те-
BY 2136 C1
чение 1 ч. Нетканый материал из активированных углеродных волокон обладает удельной поверхностью
1580 м2/г и сорбционной емкостью (поглощением красителя метиленового голубого по JISК 1470) 218 мг/г.
Недостатком нетканого материала, полученного описанным выше способом, является низкая сорбционная емкость и невысокая прочность, в связи с чем нетканый материал невозможно подвергнуть графитации.
Помимо этого из-за невысокой прочности происходит высыпание волокон из нетканого материала, что сужает область его применения в сорбционных процессах. Процесс активации листов нетканого материала
проходит по периодической схеме, а это удлиняет процесс получения материала.
3адачей изобретения является получение вариативного нетканого материала из углеродных волокон с регулируемым диапазоном поверхностной плотности и прочности.
Поставленная задача достигается за счет того, что холст формируют из органического волокнистого материала, затем его подвергают иглопрокалыванию, карбонизуют в инертной среде при постепенном повышении температуры от 240°С до 630°С со скоростью 10°С/мин, а в качестве волокнистого материала используют некрученые вискозные нити; после карбонизации осуществляют активацию водяным паром в
течение 15-50 мин или графитацию в течение 7-20 мин при температуре 2200-2350°С.
3a счет формирования xoлcтa из некрученых вискозных нитей и последовательности стадий иглопрокалывание-карбонизация при щадящем режиме 240-630°С с повышением температуры на 10°С/мин, сначала за
счет иглопрокалывания происходит скрепление волокон в холст с одновременным разбиванием холста, при
этом последующая карбонизация за счет релаксации волокон и холста приводит к повышению прочности
нетканого материала, что позволяет получить материал различной поверхностной плотности в диапазоне от
300 до 800 г/м2 и прочностью 100-200 Н/5 см, за счет чего при температуре 750-850°С в течение 15-50 мин
проводят активацию и получают активированный нетканый материал из углеродных волокон с сорбционной
емкостью 300-380 мг/г и прочностью 70-120 Н/5 см; при температуре 2200–2350°С в течение 7-20 мин проводят графитацию и получают графитированный материал из углеродных волокон с прочностью 150-300
Н/5 см.
Сокращение времени получения нетканого материала из углеродных волокон происходит за счет непрерывных стадий карбонизации, активации или графитации.
Пример: Некрученые вискозные нити по ТУ6-12-00204056-7-92, например 192 текс через нитепроводящую гарнитуру непрерывно подают на питающий механизм полотнообразующей машины ЛНН - 1600-30.
Питающий механизм со скоростью 235 м/мин подает некрученые нити на эжекционно-раскладывающее
устройство, которое формирует холст на сетке транспортера, затем холст подвергают иглопрокалыванию в
две стадии: 1 стадия - число проколов 60-80 на см2, 2 стадия - число проколов 200-250 г/cм2. Полученный
нетканый материал с поверхностной плотностью 520 г/м2 подают на карбонизацию, которая протекает в
инертной среде (в токе азота) с постепенным подъемом температуры от 240 до 630°С со скоростью
10°С/мин. Затем карбонизованный нетканый материал (прочность - 120 Н/5 см) подвергают активации
(в печи) при температуре 850°С в водяном паре в течение 30 мин. Полученный активированный материал
обладает сорбционной емкостью 360 мг/г и прочностью 100 Н/5 см. Или после карбонизации проводят графитацию нетканого материала при температуре 2300°С в течение 10 мин (в печи) и получают графитированный нетканый материал с прочностью 240 Н/5 см.
Стадия карбонизации заканчивается при температуре 630°С, так как дальнейшее увеличение температуры не приводит к увеличению сорбционной емкости активированного и прочности активированного и графитированного материала, поэтому является нецелесообразным.
Температура 750-850°С, при которой проходит активация, является оптимальным значением, при котором
происходит раскрытие пор, обеспечивающих сорбционную емкость 300-380 мг/г.
В таблице приведены свойства нетканого материала в зависимости от технологических параметров заявляемого изобретения, подтверждающие технический результат.
Проведение активации менее 15 мин недостаточно для получения нетканого материала с повышенной
сорбционной емкостью, а более 50 мин приводит к разрушению нетканого материала и потере прочности.
При графитации менее 7 мин полностью не проходит процесс структурирования, которым характеризуется стадия графитации и следовательно не достигается прочность материала 150-300 Н/5 см, а более 20 мин
вести процесс нецелесообразно. Температура стадии графитации менее 2200°С недостаточна для получения
из вискозных нитей нетканого материала с повышенной прочностью, а более 2350°С нецелесообразно проводить при заявляемом режиме.
2
BY 2136 C1
№
п/п
Поверхностная плотность игпробивного нетканого
материала,
г\м2
Время
активации,
мин
Время
графитации,
мин
Температура
графитации, °С
Сорбционная
емкость активированного нетканого материала, мг/г
Прочность, Н/5 см
карбонизованного
нетканого
материала
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
300
300
800
800
15
35
50
35
35
-
7
7
7
10
10
10
15
15
15
10
10
2200
2300
2350
2200
2300
2350
2200
2200
2300
2300
2300
300
380
360
380
380
-
Cоставитель Т.С. Волосевич
Редактор Т.А. Лущаковская
Корректор Т.Н. Никитина
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
130
200
100
105
170
170
100
145
164
116
155
169
100
100
140
140
активированного нетканого материала
100
120
70
80
120
-
графитированного
нетканого
материала
150
210
280
160
225
290
180
245
300
170
295
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
117 Кб
Теги
by2136, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа