close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7502

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7502
(13) C1
(19)
(46) 2005.12.30
(12)
7
(51) D 01F 11/02
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ
МОДИФИЦИРОВАННОГО УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА
(21) Номер заявки: a 20020331
(22) 2002.04.19
(43) 2003.12.30
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Башмаков Игорь Аркадьевич; Капуцкий Федор Николаевич;
Тихонова Татьяна Федоровна; Лукашевич Михаил Григорьевич; Доросинец Владимир Адамович; Лукашевич Сергей Михайлович (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский
государственный университет (BY)
(56) SU 381712, 1973.
SU 174317, 1965.
US 3663172, 1972.
Ермоленко И.Н. и др. // Весцi АН БССР.
Сер. хiм. навук. - 1972. - № 6. - С. 60-66.
Углеродные волокна и волокнистые
материалы с регулируемыми электрофизическими свойствами и изделия на
их основе // Обзорная информация.
Серия: Промышленность химических
волокон. - М., 1978. - С. 13.
Шермергор Т.Д. и др. // Известия АН
СССР. Неорганические материалы. 1975. - Т. 11, № 4. - С. 766-768.
BY 7502 C1 2005.12.30
(57)
Способ получения модифицированного углеродного волокна, включающий введение в
карбоксилированную целлюлозу путем ионообменной сорбции катионов кобальта и высокотемпературную термообработку волокна в вакууме, отличающийся тем, что в карбоксилированную целлюлозу вводят до 3,5 ммоль/г катионов кобальта, полученную солевую
форму карбоксилированной целлюлозы дополнительно подвергают термообработке на
воздухе при температуре 250-300 °С в течение не более 3 часов, а высокотемпературную
термообработку волокна в вакууме проводят при температуре 900 °С.
BY 7502 C1 2005.12.30
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в радиопромышленности при изготовлении терморезисторов.
Известны способы получения модифицированных целлюлозных материалов с помощью высокотемпературной термообработки в вакууме или инертной среде карбоксилированной целлюлозы после замены в ней путем ионообменной сорбции протонов СООНгрупп на катионы металла [1-6].
Недостатками известных способов являются узкий диапазон сопротивлений получаемых углеродных волокнистых материалов, невозможность достижения перехода металл изолятор и только один знак температурного коэффициента сопротивления.
Задачей предлагаемого способа является получение с помощью высокотемпературной
термообработки в вакууме карбоксилированной целлюлозы после замены в ней путем ионообменной сорбции протонов СООН-групп на катионы металла углеродного волокна с
широким диапазоном сопротивлений и разным знаком температурной зависимости сопротивления.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в предлагаемом способе получения
модифицированного углеродного волокна в волокно-предшественник из карбоксилированной целлюлозы методом ионообменной сорбции вводится до 3,5 ммоль/г катионов кобальта путем замены протонов СООН-групп на катионы кобальта, а полученную солевую
форму карбоксилированной целлюлозы дополнительно подвергают термообработке на
воздухе при температуре 250-300 °С в течение не более 3 часов. На стадии предварительной термообработки при 250-300 °С на воздухе происходит частичное окисление кислородом воздуха целлюлозной матрицы с потерей массы за счет образования летучих
низкомолекулярных соединений. Это позволяет увеличить количество металлосодержащей фазы в продукте низкотемпературного термоокислительного разложения солевой
формы карбоксилированной целлюлозы. Ограничение концентрации катионов металла до
3,5 ммоль/г обусловлено тем, что при больших концентрациях происходит нарушение волокнистой структуры исходного целлюлозного материала. Нижняя граница температуры
термообработки на воздухе 250 °С обусловлена тем, что при меньших температурах не
наблюдается изменения сопротивления волокон, а верхняя граница 300 °С и ограничение
длительности термообработки до 3 часов обусловлены тем, что при больших температурах и длительностях термообработки в углеродном волокне помимо металлической фазы
образуется и металлооксидная, которая препятствует достижению перехода диэлектрик металл.
Примером практической реализации предлагаемого способа может служить использование в качестве карбоксилированной целлюлозы трикарбоксилцеллюлозы, полученной
на основе вискозных нитей. Введение катионов кобальта в трикарбоксилцеллюлозу проводилось из водных растворов уксусно-кислого кобальта различной концентрации при
модуле 1:50 и температуре 20 °С методом ионообменной сорбции. После предварительной
термообработки на воздухе при температуре 300 °С проводилась высокотемпературная
термообработка в вакууме при давлении 1,3 Па и температуре 900 °С. Для определения
содержания металла в углеродном волокне использовался весовой метод. При этом проводилось прокаливание волокна на воздухе при температуре 860 °С до его превращения в
Со3О4 и по массе полученного продукта рассчитывалось содержание кобальта в волокне.
Дополнительное увеличение содержания металла в волокне в предлагаемом способе достигается и использованием трикарбоксилцеллюлозы вместо монокарбоксилцеллюлозы по
прототипу. Предлагаемым способом получены кобальтсодержащие углеродные волокна с
максимальным содержанием кобальта до 60 моль %.
2
BY 7502 C1 2005.12.30
На фигуре приведены отнесенные к сопротивлению при комнатной температуре температурные зависимости сопротивления кобальтсодержащих углеродных волокон, полученных без стадии предварительной термообработки на воздухе (кривая 1) и с разной
длительностью предварительной термообработки при 300 °С на воздухе: 0,5 и 3,0 часа
(кривые 2 и 3, соответственно). Без стадии предварительной термообработки температурный коэффициент сопротивления кобальтсодержащих углеродных волокон отрицателен, в
то время как введение концентрации катионов кобальта 3,5 ммоль/г и дополнительной
стадии термообработки при 300 °С на воздухе разной длительности позволяет получать
волокна как с положительным (кривая 3), так и с двумя знаками температурного коэффициента сопротивления в разных температурных интервалах (кривая 2).
Источники информации:
1. SU 381712, 1973.
2. SU 174317, 1965.
3. US 3663172, 1972.
4. Ермоленко И.Н. и др. // Весцi АН БССР. Сер. хiм. навук. - 1972. - № 6. - С. 60-66.
5. Углеродные волокна и волокнистые материалы с регулируемыми электрофизическими свойствами и изделия на их основе // Обзорная информация. Серия: Промышленность химических волокон. - M., 1978. - С. 13.
6. Шермергор Т.Д. и др. // Известия АН СССР. Неорганические материалы. - 1975. Т. 11, № 4. - С .766-768.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
106 Кб
Теги
by7502, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа