Пленкообразующая электрореологическая композиция

 

Изобретение относится к получению электрочувствительной, электрореологической композиции, которая может быть использована в конденсаторостроении. мембранной технологии, для целей записи информации. Изобретение позволяет повысить электрочувствительность за счет того, что композиция содержит, мас.%: жидкое связующее - 2-15%-ный раствор ацетофталата целлюлозы 70-90 и порошкообразный наполнитель - карбоксиметилцеллюлозу или фосфат целлюлозы 1-30. 7 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 081 1/14, 1/10, 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4750609/05 (22) 19.10.89 (46) 30.04.92.,Бюл. № 16 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) Т. Г. Лазарева, E В, Коробко и

И. Н. Ермоленко (53) 667.621.66(088.8) (56) Электрореологический эффект. Под ред.

А. В. Лыкова. Монография. "Наука и техника", 1972, Авторское свидетельство СССР

¹ 1654312, кл. С 08 1 1/12, 1989, Изобретение относится к области создания электрочувствительных,злектрореологических композиций и может быть использовано в конденсаторостроении, мембранной технологии, для целей записи информации.

Целью изобретения является повышение электрочувствительности.

Пример ы 1 — 6 (известные композиции). Композиция, состоящая из наполнителя — порошка оксида титана и 20%-ного раствора диацетата. целлюлозы в диоксане, при соотношении компонентов, мас,%: оксид титана 20; 20%-ный раствор диацетата целлюлозы 80, испытана на электрочувствительность. Для получения электрореологической композиции 14 г порошка оксида титана заливают при механическом перемешивании 20%-ным раствором диацетата целлюлозы в диоксане до получения конечной массы суспензии 70 г, полученную композицию перемешивают с помощью

Ы2 1730100 А1 (54) ПЛЕНКООБРАЗУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОРЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Изобретение относится к получению электрочувствительной, электрореологической композиции, которая может быть использована в конденсаторостроении, мембранной технологии, для целей записи информации. Изобретение позволяет повысить электрочувствительность за счет того, что композиция содержит, мас.%: жидкое связующее — 2-15%-ный раствор ацетофталата целлюлозы 70 — 90 и порошкообразный наполнитель — карбоксиметилцеллюлозу или фосфат целлюлозы 1-30. 7 табл. ультразвукового диспергатора до получения однородной массы и заливают во внешний цилиндр ротационного вискозиметра, подсоединяют его к внешнему цилиндру — электроду с помощью специальной резьбы и подключают постоянное электрическое поле напряженностью 0,5, 1,0, 1,5 2,0, 2,5, 2,5, 3,0 кВ/мм. Измерения осуществляют при скорости сдвига 5,4 с

В качестве характеристики электрочувствительности берут величину динамичен ской вязкости = — 100, где —

r динамическая вязкость, т — касательное напряжение (см ), y-градиент напряжения на

2 срез, с, г = L а, где L — константа цилин-1 дра (Дн/см .1 дел. шкалы), a — значение, г отсчитанное от шкалы индикаторного прибора (деления шкалы).

wR

) —, где R и г — радиус внеш — гг него и внутреннего цилиндров измеритель1730100 ной ячейки соответственно, см., к — скорость вращения (скорость сдвига) внутреннего цилиндра измерительной ячейки, с

Для оценки электрочувствительности определяют величину электрореологического эффекта, т.е, изменение реологических свойств в электрическом поле, а оценивают величину Лц/у, где

Ьд = g> — g/g< — вязкость среды при наложении электрического поля, — без наложения электрического поля.

Пример ы 7 — 17. Композицию, состоящую из наполнителя — порошка карбоксиметил целл юл озы (ТУ 6 — 09 — 1 0 — 1 874 — 87) (КМЦ) и 5 -ного раствора ацетофталата целлюлозы (АЦФ). при соотношении компонентов, мас. : карбоксиметилцеллюлоза 2;

5%-ный раствор ацетофталата целлюлозы с содержанием фталильных групп 24,3 98, испытывают как в примерах 1 — 6 при скоростях сдвига 16,2 и 48,2 с и напряженности постоянного электрического поля 0,2; 0,8;

1,0; 1,3; 1,6; 2,1; 2,6; 3,2, 3,7; 4,0 кВ/мм.Для получения электрореологической композиции 1,4 г карбоксиметилцеллюлозы заливают при механическом перемешивании

5 -ным раствором ацетофталата целлюлозы в диоксане до получения конечной массы суспензии 70 r, полученную композицию перемешивают с помощью ультразвукового диспергатора до получения однородной массы и подвергают испытанию на электрочувствительность, Пример ы 18 — 62, Композицию, состоящую из наполнителя — порошка карбоксиметилцеллюлозы (ТУ 6 — 09 — 10 — 1874 — 87) и

2 -ного раствора ацетофталата целлюлозы с содержанием фталильных групп 9,7, 24,3, 31,7%, при соотношении компонентов, мас.о : карбоксиметилцеллюлоза 10; 2 ный раствор ацетофталата целлюлозы 90, испытывают как в примерах 1-6 при скорости сдвига 16,2 и 48,2 с и напряженности постоянного электрического поля 0,2, 0,8, 1,0, 1,3, 1,6, 2,1, 2,6 кВ/мм.

В табл, 1 и 2 представлены результаты по величинам h,rð в зависимости от напряженности постоянного электрического поля для композиций известной и предлагаемой. Использование в качестве электрочувствительной среды композиции на основе карбоксиметилцеллюлозы в растворе ацетофталата целлюлозы позволяет существенно повысить электрочувствительность и использовать среду при меньших напряженностях электрического поля.

Пример ы 63 — 68. Композицию, состоящую из наполнителя — порошка карбоксиметилцеллюлозы (ТУ 6 — 09 — 10 — 1874 — 87) и

2 -ного раствора ацетофталата целлюлозы с содержанием фталильных групп 24,3 мас.%, при соотношении компонентов, мас. : карбоксиметилцеллюлоза 0,5; 1,0;

2,0; 10,0; 20,0; 30,0; 2 -ный раствор ацетофталата целлюлозы 99,5; 99; 98; 90; 80; 70 испытывают как в примерах 1 — 6 при скорости сдвига 16,2 с и напряженности постоянного электрического поля 1,6 кВ/мм, Пример ы 69 — 72. Готовят композицию, состоящую из наполнителя — порошка карбоксиметилцеллюлозы (ТУ 6 — 09 — 101874 — 87) и 2, 5, 7, 15 -ного раствора ацетофталата целлюлозы с содержанием фталильных групп 24,3, при соотношении компонентов, мас. ; карбоксиметилцеллюлоза 20, 2; 5; 7; 15 -ный раствор ацетофталата целлюлозы 80, Как следует из табл. 3 и 4, электрочувствительность композиции проявляется в интервале концентрации ка рбоксиметилцеллюлозы от 1 до 30 мас. . Дальнейшее увеличение или уменьшение концентрации карбоксиметил целлюлозы умен ьшает электрочувствительность, Для приготовления композиции может быть использован раствор ацетофталата целлюлозы в интервале концентраций от 2 до 15 мас. . При уменьшении концентрации ацетофталата целлюлозы, являющегося пленкообразующим компонентом, состав перестает обладать пленкообразующими свойствами, увеличение концентрации ацетофталата целлюлозы более 15 не позволяет оценивать электрочувствительность по реологическим свойствам из-за большой вязкости среды. При увеличении концентрации карбоксиметилцеллюлозы более 30 мас. также невозможно оценить реологические свойства композиции из-за большой вязкости среды.

Таким образом, оптимальна по составу композиция: карбоксиметилцеллюлоза от 1 до 30 мас,, 2 — 15/-ный раствор ацетофталата целлюлозы 99 — 80 мас,%.

Для подтверждения положительного эффекта по сравнению с известной композицией, содержащей фосфат целлюлозы, приведены следующие примеры.

Пример ы 73 — 120, Композицию, состоящую из наполнителя — порошка фосфата целлюлозы (РТУ 9 — 67) и 10/-ных растворов ацетофталата целлюлозы с содержанием фталильных групп 9,7; 24,3;

31,0 при соотношении компонентов, мас. ; фосфат целлюлозы 10; 10%-ные растворы ацетофталата целлюлозы 90, испытывают как в примерах 1 — 6 при скорости сдвига 16,2 и 48,2 с" и напряженности постоянного электрического поля 0,2; 0,8; 1,0;

1,3; 1,6; 2,1; 2,6 кВ/мм.

1730100

Таблица1

Влияние напряженности постоянного электрического поля на электрочувствительность композиции, оцениваемую по величине

Ьт !т (известная композиция, примеры 1 — 6) при скорости сдвига 5.4с

В табл. 5 представлены полученные результаты, свидетельствующие о повышении электрочувствительности предлагаемых композиций по сравнению с композициейпрототипом, достижении больших изменений вязкости при меньшей напряженности электрического поля. Для подтверждения положительного эффекта и выявления опти.мального состава композиции, содержащей фосфат целлюлозы, приведены следующие примеры.

Пример ы 121 — 126, Композицию, состоящую из наполнителя — порошка фосфата целлюлозы (PTY 9 — 67) и 2%-ного раствора ацетофталата целлюлозы с содержанием фталильных групп 24,3%, при соотношении компонентов, мас.%: фосфат целлюлозы 0,5; 1,0; 2,0; 10,0; 20,0; 30,0; 2%ный раствор ацетофталата целлюлозы 99,5;

99, 98; 90; 80; 70, испытывают как в примерах 1 — 6 при скорости сдвига 16,2 с и напряженности постоянного электрического поля

1,6 кВ/мм.

Пример ы 127 — 130. Готовят композицию, состоящую из наполнителя — порошка фосфата целлюлозы (РТУ 9-67) и 2; 5; 7;

15%-ного раствора ацетофталата целлюлозы с содержанием фталильных групп 24,3 мас.% при соотношении компонентов, мас.%: фосфат целлюлозы 20; 2; 5; 7; 15%ный раствор ацетофталата целлюлозы 80, Как следует из табл. 6 и 7, для фосфата целлюлозы оптимальной также является композиция, мас,%: фосфат целлюлозы 130; 2-15%-ный раствор ацетофталата целлюлозы 99 — 70. Уменьшение концентрации раствора ацетофталата целлюлозы менее 2 мас.% лишает композицию пленкообразую5 щих свойств, увеличение концентрации раствора ацетофталата целлюлозы более 15 мас.% и фосфата целлюлозы более 30 мас,% не позволяет оценить электрочувствительность по реологическим свойствам из-за

10 большой вязкости раствора.

По сравнению с известной, заявляемая композиция позволяет в оптимальных вариантах в 10 — 15 раз повысить электрочувствительность, оцениваемую по изменению

15 вязкости при наложении электрического поля, а также снизить пороговые значения напряженности электрического поля, при которых наступает изменение вязкости в поле, 20 Формула изобретения

Пленкообразующая электрореологическая композиция, включающая раствор эфира целлюлозы в диоксане в качестве жидкого связующего и порошкообразный

25 наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения электрочувствительности, в качестве жидкого связующего она содержит 2 — 5%-ный раствор ацетофталата целлюлозы, а в качестве порошкообраэного

30 наполнителя - карбоксиметилцеллюлозу или фосфат целлюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое связующее 70 — 99

Порошкообразный наполнитель 1-30

Табл ица2

Влияние напряженности постоянного электрического поля на электрочувствительность композиции, оцениваемую по величине Лy/y

1730100

Табл ица3

Влияние состава композиции на злектрочувствительность (ск,сдвига — 16,2 с, Е = 1,6 кВ/мм) (примеры 63 — 68) Табл ица4

Влияние концентрации раствора ацетофталата целлюлозы, используемого для приготовления композиции, на электрочувствительность (Ьцlг/) (Гримеры 69 — 72) Таблица5

Влияние напряженности постоянного злектрического поля на злектрочувствительность / Ьу/д / композиции на основе фосфата целлюлозы (примеры 73 — 120) 1730100

Таблицаб

Влияние состава композиции на электрочувствительность суспензии на основе фосфата целлюлозы (примеры 121 — 126) Таблица 7

Влияние концентрации раствора ацетофталата целлюлозы, используемого для приготовления композиции, на электрочувствительность / Лт / / (примеры 127 — 130)

Составитель О. Рокачевская

Редактор Т. Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор Д. Сычева

Заказ 1486 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101