ХИМИЯ|МАТЕМАТИКА
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
Курсовые|Рефераты Репетиторы по химии

Способ получения углеродного волокна и материалов на его основе

↑ Grab this Headline Animator

Изобретение относится к технологии получения углеродных волокон из исходных целлюлозных волокнистых материалов и может использоваться в качестве армирующих наполнителей композиционных материалов. Способ в непрерывном режиме включает три стадии производства: предкарбонизацию, карбонизацию и графитизацию. На стадии предкарбонизации исходный целлюлозный волокнистый материал пропитывают раствором жидкой олигомерной смолы с высоким содержанием силанольных групп общей формулы HO{[MeSi(OH)O][Me2SiO]m}nH, где Me - метил, m=1-3, n=3-10, с молекулярной массой 900-2400, вязкостью 520-1700 сП. Органическим растворителем являются спирты - производные углеводородов гомологического ряда C2-C5 и ацетон. Изобретение обеспечивает образование углеродных волокон и волокнистых материалов, обладающих отличными прочностными характеристиками.

Предлагаемое изобретение относится к способам получения углеродного волокна и текстильных структур на его основе, которые используются как армирующие наполнители композиционных материалов.

Более конкретно, изобретение касается проблемы модификации полупродуктов, исходных целлюлозных волокнистых материалов (ЦВМ), путем обработки их различными веществами, в частности кремнийорганическими соединениями (КОС), на разных стадиях производства.

Согласно мнению автора кн. «Углеродные волокна» (М.: Химия, 2005 г., стр.86-87) В.Я.Варшавского влияние КОС на процесс карбонизации целлюлозы не ограничивается только образованием гипотетических соединений с продуктами пиролиза волокна. Можно предположить, что термостабильные в интервале температур активного пиролиза целлюлозы КОС препятствуют выделению из волокна продуктов ее разложения. Не участвуя непосредственно в химических превращениях целлюлозы, они влияют на кинетику процесса, образуя на поверхности волокна слой, затрудняющий удаление летучих продуктов из зоны реакции и, в соответствии с принципом Ле-Шателье, сдвигающий процесс в сторону реакции конденсации этих продуктов.

Формула изобретения

1. Способ получения углеродного волокна и материалов на его основе из исходных целлюлозных волокнистых материалов, осуществляемый в непрерывном режиме и включающий импрегнирование их на стадии предкарбонизации растворами силиконовых смол в органическом растворителе с последующей сушкой, терморелаксацией пропитанных исходных материалов и направлением их на стадию карбонизации, при необходимости, на стадию графитизации, отличающийся тем, что для пропитки исходных материалов применяют растворы жидких олигомерных смол с высоким содержанием силанольных групп, соответствующих общей формуле:
НО {[MeSi(OH)O][Me2SiO]m}nH
где Me - метил; m и n - целые или дробные числа: m=1-3, n=3-10, с молекулярной массой от 900 до 2400 и вязкостью в пределах от 520 до 1700 сП.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что органические растворители выбраны из группы спиртов - производных углеводородов гомологического ряда C2-C5 линейного или изостроения и ацетона.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация смол в растворах составляет 3-10 мас.%.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку пропитанного целлюлозного волокнистого материала осуществляют при постепенном нагревании от 50 до 120-150°С в течение 2-9 мин.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру релаксации поддерживают в пределах 150-220°С.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбонизацию и графитизацию целлюлозного волокнистого материала, предварительно обработанного на стадии предкарбонизации, проводят в атмосфере азота в интервале температур соответственно 180-600°С и 1500-2400°С.

Авторы данного изобретения: Копылов Виктор Михайлович (RU), Трушников Алентин Михайлович (RU), Хазанов Игорь Иосифович (RU), Казаков Марк Евгеньевич (RU), Никитин Алексей Валентинович (RU), Ратушняк Маргарита Александровна (RU).

Другие открытия в области органической химии:

• Способ получения окисленного изотактического полипропилена

• Способ переработки полимерных отходов

• Способ утилизации полимерных отходов

Перейти к полному списку открытий

Присылайте свои научные статьи на электронный адрес admin@xumuktutor.ru, и мы опубликуем их абсолютно бесплатно на страницах нашего сайта. Ваши научные достижения станут известны всем (или почти всем).