close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12666

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12666
(13) C1
(19)
C 09K 13/00
C 08J 7/00
РАСТВОР ДЛЯ АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ
ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ
(21) Номер заявки: a 20080983
(22) 2008.07.23
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Автор: Новиков Владимир Прокофьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение "Научно-практический центр
Национальной академии наук Беларуси по материаловедению" (BY)
(56) ПАНШИН Ю.А. и др. Фторопласты.
Ленинград: Химия, 1978. - С. 193-194.
SU 1044024 A1, 1996.
SU 1343788 A1, 1994.
SU 1702678 A1, 1996.
SU 962288, 1982.
US 2789063, 1957.
Активация поверхности политетрафторэтилена. Обзорная информация. Москва: НИИТЭХИМ, 1980. - С. 2-6.
BY 12666 C1 2009.12.30
(57)
Раствор для активации поверхности фторсодержащих полимеров, содержащий щелочной металл и жидкий аммиак, отличающийся тем, что содержит щелочной металл
в концентрации 0,5 моль/л и дополнительно содержит ацетилид натрия в концентрации
0,2-7,0 моль/л.
Изобретение относится к технологии полимеров, а точнее к химическим веществам
для активации поверхности фторсодержащих полимеров.
Активация поверхности полимеров состоит в изменении химической природы поверхности полимера под действием химических реагентов или компонентов газовой плазмы. Химически активные группы на поверхности полимера обеспечивают высокую
адгезию обработанной поверхности к краскам, лакам, клеям. Кроме того, высокая химическая активность активированной поверхности позволяет создавать различные композиционные материалы на основе полимеров.
Известны следующие вещества, применяемые для активации поверхности полимеров:
компоненты плазмы барьерного разряда в воздухе; озон, оксиды азота, синглетный кислород [1]; сильные жидкие окислители: азотная кислота, окись азота, хлорная кислота, хромовый ангидрид [2] и т.д. При использовании вышеприведенных веществ происходит
окисление поверхности полимера с образованием полярных групп. Это обеспечивает
сродство активированной поверхности полимера к различным клеям, краскам, металлическим покрытиям.
Недостатком данных веществ является то, что они не могут быть применены для активации фторсодержащих полимеров, т.к. последние инертны по отношению к перечисленным выше окислителям.
BY 12666 C1 2009.12.30
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является
раствор для активации поверхности фторсодержащих полимеров, содержащий раствор
щелочного металла в жидком аммиаке [3]. Он может быть использован для активации
фторсодержащих полимеров, в частности фторопласта-4.
Натрий и другие щелочные металлы, растворенные в аммиаке, являются сильными
восстановителями и, вследствие этого, вступают во взаимодействие с атомами фтора, входящего в состав фторопласта. При этом образуется фторид щелочного металла, а на поверхности фторопласта, лишенной части атомов фтора, образуется слой аморфного
углерода.
Активация фторсодержащего полимера раствором щелочного металла в аммиаке обеспечивает хорошую его адгезию к органическим соединениям (лакам, клеям). Недостаток
известного вещества для активации фторсодержащих полимеров состоит в том, что оно не
обеспечивает высокую адгезию активированных фторсодержащих полимеров к металлам.
Повышение величины адгезии фторсодержащих полимеров расширило бы сферу его
использования. В частности, позволило бы создать композиционные структуры типа металл-фторопласт для пар трения в деталях машин, создания защитных химических покрытий на металлах и др.
Задачей изобретения является создание раствора для активации поверхности фторсодержащих полимеров, обеспечивающего высокую адгезию поверхности активированного
полимера к металлам.
Поставленная задача достигается за счет того, что раствор для активации поверхности
фторсодержащих полимеров содержит щелочной металл и аммиак. Новым, по мнению авторов, является то, что раствор содержит щелочной металл в концентрации 0,5 моль/литр и
дополнительно содержит ацетилид натрия в концентрации 0,2-0,7 моль/литр.
Сущность изобретения. В заявленном изобретении компоненты раствора действуют
на поверхность фторсодержащего полимера следующим образом. Щелочной металл, растворенный в жидком аммиаке, взаимодействует с атомами фтора на поверхности фторсодержащего полимера. В результате этой реакции на поверхности образуется фторид
щелочного металла, а на месте атома фтора возникнет оборванная углеродная связь (поверхностный свободный радикал). Радикалы этого типа могут сохраняться длительное
время за счет их стабилизации молекулами аммиака и низкой температуры реакционной
среды. К этим радикалам присоединяются ацетилидионы, возникшие за счет диссоциации
ацетилида натрия. Таким образом, в результате действия двух компонентов заявленного
вещества - щелочного металла и ацетилида щелочного металла - атомы фтора на поверхности фторопласта замещаются ацетилидными группами. Наличие ацетилидных групп на
поверхности активированного фторсодержащего полимера обнаружено нами методом ИК
спектроскопии. Ацетилидные группы обладают специфическим химическим сродством к
переходным металлам благодаря их способности образовывать с металлами π- и σ-комплексы. Поэтому металлы, нанесенные на поверхность активированного заявленным веществом фторсодержащего полимера, имеют сильную адгезию к нему.
Пример конкретного исполнения.
Приготовление заявленного вещества: 200 мл жидкого аммиака наливают в сосуд Дьара. Затем в аммиаке растворяют навеску металлического натрия - образуется темно-синий
раствор. Через полученный раствор натрия в аммиаке пропускают ацетилен до обесцвечивания раствора. В результате этой реакции синтезируется ацетилид натрия:
HC ≡ CH + Na → NaC ≡ CH + H2.
В растворе ацетилида натрия в аммиаке растворяют навеску натрия. В результате раствор снова окрашивается в темно-синий цвет. Полученный раствор содержит аммиак, ацетилид натрия и натрий.
Ацетилид натрия, в свою очередь, диссоциирует на ионы С ≡ СН- и Na+.
2
BY 12666 C1 2009.12.30
Обработка фторопласта заявленным веществом.
В растворы заявленного вещества с различной концентрацией погружают пластинки
фторопласта и выдерживают в течение 5 мин. Затем пластинки фторопласта извлекают,
промывают водой, высушивают и покрывают медью или никелем химическим осаждением. Затем электрохимическим способом наращивают металл до толщины 1 мм.
Измерение адгезии активи рованного полимера проводилось методом отрыва.
Результаты приведены в таблице.
Тип пары Металл/фторопласт
Фторопласт 4 /медь
Фторопласт 2 /никель
Концентрация ацетилида
натрия, моль/литр
0
0,2
0,5
2
5
7
0
0,2
0,5
2
5
7
Прочность
соединения мПа
15
17
40
72
71
73
26
29
43
55
80
78
Примечание к таблице: концентрация натрия, растворенного в аммиаке, составляла 0,5
моль/литр, что соответствовало содержанию его в веществе-прототипе.
Из таблицы видно, что наличие в веществе для активации фторсодержащих полимеров
дополнительного компонента - ацетилида натрия обеспечивает повышение адгезии поверхности активированного полимера к металлам. При концентрации ацетилида щелочного
металла меньше 0,2 моль/литр эффект не значителен и не имеет практического значения.
Концентрация ацетилида натрия выше 7 моль/литр не дает существенного прироста адгезии, но приводит к неоправданному расходу реактивов.
Источники информации:
1. Ludmila Černakova, R. Szabova, M. Wolfova, A. Buček M. Černak//Surface Modification
of Polypropylene Nonwoven after Plasma Activation at Atmospheric PressureFIBRES & TEXTILES in Eastern Europe January/December 2007. - Vol. 15. - No. 5-6 (64-65).
2. Шалкаускас М., Вашкялис А. Химическая металлизация пластмасс. - Л.: Химия,
1985. - С. 144.
3. Паншин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты. - Л.: Химия, 1978. С. 27, 41, 193-194.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
76 Кб
Теги
by12666, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа