Электропроводящая фибра

 

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ ФИБРА на основе спрессованных слоев бумаги, содержащей пергаментированное целлюлозное волокно и наполнитель, о тп и ч а ю ГЦ а я с я тем, что, с целью повышения эффективность процесса регенерации пергаментирующего агента при одновременном снижении электрииеского сопротивления фибры, в качестве наполнителя бумага содержи ;г волокно углей при следующем соотношении компонентов, мас.%: 1 Перггсментированное целлюлозное волокно ,50-97 Волокноуглен3-50

09} (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН. 3(511 D 21 Н 1/02.,- ;|. ! м м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ---;;,".:. .„, ", Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛМ4 ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2814628/29-12 . .:.,-,:: . . (54) (57) ЭЛЕК1РОПРОВОДЯЩАЯ ФИБРА на (22) 27;07.79 . :::- ... осйове спрессованных слоев бумаги, (46) 23 ° 09.83. Бюл. 9 35 . -,:: содержащей пергаментированное целлю(72) А.М. Белоногов, В.и. крупин, :,:: лозное волокно и наполнитель, о тH.H. Малков, Л. . Яйченко, В.М.Андре»,::. и и ч а ю щ а я с я тем, что, с ева и Я.А. Васильева .. :" . целью повышения эффективность процес(71) Всесоюзное научно-производст-,,са регенерации пергаментирующего ,венное объединение целлюлозно-бумаж-! . агента при одновременном снижении ной промышленности " --. электрииеского сопротивления фибры, (53) 676.4(588.8) . в качестве наполнителя бумага содер(56) 1. патент Великобритании „.:жит волокно углен при следующем

9 .172924.q кл. D 1 Р, 1922 (прототип);-" соотношении компонентов, мас.В:

1.. Пергаментированное целлюлозное волокно 50-97

Волокно углен 3-50

И2

1043220

Волокно хлопковой и древесной целлюлозы диспергируют в воде, раэмалывают обычным образом, затем добавляют заданное количество волокна углен и тщательно перемешивают. Иэ полученной массы отливают на бумагоделательной машине полотно бумаги-, основы. Далее бумагу-основу обрабатывают,пергаментирующим агентом, например, хлористым цинком, наслаивают листы пергаментированной основы друг на друга, промывают полученный продукт, сушат и отделывают. Получаемый при .промывке слабый раствор пергаментирующего агента упаривают до рабочей концентрации и вновь используют в производстве.

Возможно также получение фибры путем непосредственной пергаментации смеси волокон целлюлозы и волокна углен с последующим формованием полученной массы. Дальнейшие операции-, промывка (включая регенерацию раствора пергаментирующего агента), сушка и отделка аналогичны первому способу. Однако способ непосредственной пергамеятации волокна пока не получил широкого распространения, ввиду сложности используемого оборудования.

Изобретение относится к производ-, ству фибры и может быть использовано в качестве электропроводящего материала для нагрева, например в качестве электронагревательных стеновых панелей.

Фибра представляет собой монолитный продукт, образованный из пергаментированного целлюлозного волокна, с диэлектрическими свойствами.

Фибра, состоящая из 100% пергаментированного целлюлозного волокна, является диэлектриком.

Известна фибра с электропроводящими свойствами, содержащая пергаментированное целлюлозное волокно и 15 мелкодисперсный графит, который является проводником (1J .

Однако при промывке до 15% графита от общего его содержания переходит в раствор.. 20

В связи с тем, что в производстве фибры организован замкнутый цикл использования пергаментирующих реагентов, lIo мере накопления в растворе мелкодисперсного инертного вещест-25 ва, активность рабочих растворов в целом непрерывно снижается. Удаление мелкодисперсного графита известными механическими и физико-химическими (с помощью поверхностно-активных веществ) методами представляет собой

30 сложную задачу и не обеспечивает достаточно эффективной очистки регенерируемых растворов.

Электрическое сопротивление фибры с наполнителем-мелкодисперсным графитом сравнительно высокое. например, для лабораторного образца . (ñ 5% графита в композиции оно составляет 13500 Ом.

Вследствие укаэанных причин, до 40 настоящего времени, несмотря на потребность народного хозяйства в электропроводящей фибре, последняя не получила промышленной реализации.

Целью изобретения является повы- 45 шение эффективности процесса регенерации пергаментирующего агента при одновременном снижении электрического сопротивленйя фибры.

Поставленная цель достигается тем, что фибра, содержащая пергаментированное целлюлозное волокно и наполнитель, в качестве наполнителя. бумага содержит волокно углен при следующем соотношении компонентов, мас.%г

Пергаментированное целлюлозное волокно 50"97

Волокно углен 3-50

В связи с тем, что волокно углен 60 по физико"механическим характеристикам сопоставимо с пергаментированным. целлюлоэным волокном (по длине, структуре, способности к связеобраэованию), в процессе фибрования оно р образует с последним монолитную массу обеспечивающую прочное удержание составных частей. При промывке фибры-сырца с добавкой волокна углен, содержание последнего в промывкой воде не превышает 20 мг/л.

Полученная электропроводящая фибра обладает низким электрическим сопротивлением (200-2000 Ом cM) и хорошими механическими свойствами.

Фибру с наполнителем — Волокном углен получают следующим образом. !

Пример 1. Целлюлозное волокно смешивают с волокном углен в заданном соотношении. Из полученной массы отливают бумагу-основу. Затем производят.ее пергаментироваяие раствором хлористого цинка с концентрацией 72% при температуре 25 С, о при этом пергаментации подвергаются только целлюлозные волокна, так как волокно углен неспособно к пергаментироваяию. Обработанные пергаментирующим агентом листы наслаивают друг на друга, затем промывают, сушат и прессуют при следующем соотношении компонентов в готовом продукте, мас.%:

Пергамеятированяое целлюлоэное волокно 97

Волокно углен 3

Показатели качества полученяой фибры и содержание напоЛнителя в промывном растворе в сравнении с графитированяой фиброй приведены в

Табл.1.

1043220

Таблица 1, Показатели

1900

13500

55

2,9

Склейка, Н/м

120

0t38

5,1

Как следует из данных табл.1, удельное объемное электрическое со. противление злектропроводящей фибры, содержащей волокно углен, в 7,5 раза ниже сопротивления фибры., содер жащей мелкодисперсный графит. Коли- чество наполнителя в промывном растворе при производстве фибры значи- ., тельно ниже количества мелкодисперс. наго графита, выпадающего при промывке графитйрованной фибры (соот- ветственно 0,38 и 5,1Ъ).

Пример 2. Целлюлозное во локка смешивают с волокном углен в заданном отношении. Из полученной массы отливают бумагу-основу. Затем производят ее пергаментирование раствором хлористого цинка с кано центрацией 72% при температуре 25 С, Обработанные нергаментирующим aresтом листы наслаивают друг на друга,. затем промывают, сушат и прессуют . при следующем соотношении компонентов в готовом продукте, мас.Ъг

Пергаментированное целлюлоэное волокно 50.

Волокно углен 50: !, Показатели качества полученной фибры и содержание наполнителя в промывном растворе приведены в табл.2.

Как следует из табл.2, уде2Гьное объемное электрическое сопротивлейие электропроводящей фибры, содержащей волокно углен, s 22 раза ниже сопротивления фибры, содержащей мелко: дисперсный графит. Количество наполнителя, выпадающего при промывке фибры с волокном углеи, составляет .лишь 1/7 часть наполнителя, выпадающего иэ графитированной фибры.

Пример 3. Целлюлозное so" локно смешивают с волокном углен в заданном соотношении. Из полученной

Удельное объемное электри- ческое сопротивление,ОМ см

Предел прочности при растяжении, МПа Содержанйе наполнителя в промывном растворе, мг/л

Количество наполнителя, :удаленного из фибры с про мывным раствором, мас.Ъ массы отливают бумагу-основу. Затем производят ее пергаментирование раствором хлористого цинка с концентрацией 723 при температуре 250С.

Обработанные пергаментирующие аген. том листы наслаивают друг на друга, затем промывают, сушат и прессуют нри следующем соотношении компонентов в готовом продукте, мас.В:

Пергаментированное

30 целлюлозное волокно 85

Волокно углен 15

Показатели качества полученной фибры и содержание нанолнителя в промывном растворе приведен@ в

$5 табл.3.

Как следует из данных табл.3 удельное объемное электрическое сопротивление электропроводящей фибры, содержащей волокно Углен в 13 раз ниже сопротивления фибры, содержащей мелкодисперсный графит. Механические показатели фибры: предел прочности при растяжении - 52 МПа и склейка " .2,4 H/M, находятся на достаточно высоком уровне (норма по 10СТ 14613-69 для предела прочности — не менее ,45 МПа для склейки не менее 1, 8 Н/см1, Количество наполнителя, выпадающего из фибры при промывке, также значиЗ0 тельно ниже дпя фибры, содержащей углен (0,55% против,5,1% для графитированной фибры) .

Электропроводящая фибра может найти применение в изготовлении наг35 ревательных панелей, в качестве моделирующего материала в системах электрогидрадинамического аналогового моделирования1 при изготовлении труб для подачи сыпучих агрессивных

4() материалов, не подверженных дефекту накоплеиия электростатических зарядов и Т4Д4

Известная фибра Предлагаемая фибра

1043220

Таблица 2: !

r Известная Предлагаемая

Показатели

Удельное объемное электрическое сопротивление,Ом см

60.0

13500

Предел прочности при рас,тяжении, МПа

55

2,9

2,8. Склейка, Н/м

Содержание иаполнителя в промывном растворе, мг/л

120

Количество наполнителя, удаленного иэ фибры с промывным раствором, pic,В

5,1

0,70

Таблица 3

Иэвестнаю . Предлагаемая

Показатели

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом см

13500 .

950

Предел прочности при растяжении, МПа

52.

Склейка, Н/м. 2,9

2,4

Содержание наполнителя в . промывном растворе, мг/л

:120

Количество наполнителя, уда- . ленного из фибры с промывным раствором, мас.%

5 1

0,55

Составитель В. Безбородова

Редактор A. Шандор Техред СЛегеэа Корректор О. Билак . Заказ 7286/30 . Тираж 384,.- . Подписное

ВНИИПИ Государствениого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

° »»»

Филиал ППП Патент о r. Ужгород, ул. Проектная, 4