CZ20131020A3 - Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy - Google Patents

Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy Download PDF

Info

Publication number
CZ20131020A3
CZ20131020A3 CZ2013-1020A CZ20131020A CZ20131020A3 CZ 20131020 A3 CZ20131020 A3 CZ 20131020A3 CZ 20131020 A CZ20131020 A CZ 20131020A CZ 20131020 A3 CZ20131020 A3 CZ 20131020A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
particles
layers
composite structure
filter
structure according
Prior art date
Application number
CZ2013-1020A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ307301B6 (cs
Inventor
Tomáš Sáha
Petr Sáha
Original Assignee
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně filed Critical Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Priority to CZ2013-1020A priority Critical patent/CZ307301B6/cs
Priority to PCT/CZ2014/000154 priority patent/WO2015090254A1/en
Publication of CZ20131020A3 publication Critical patent/CZ20131020A3/cs
Publication of CZ307301B6 publication Critical patent/CZ307301B6/cs

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/407Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties containing absorbing substances, e.g. activated carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/58Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/413Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties containing granules other than absorbent substances
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/542Adhesive fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/558Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving in combination with mechanical or physical treatments other than embossing
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Kompaktní útvar, zejména v podobě lisovaného či válcovaného výrobku nebo polotovaru, obsahuje matrici připravitelnou zkompaktněním vrstvy nebo vrstev netkaných textilií a dále složku diskrétních částic původně v této vrstvě nebo vrstvách netkaných textilií zachycených filtračním mechanismem. Může se jednat o polymerní matrici připravitelnou slisováním filtrační vrstvy nebo vrstev netkaných textilií vláken z polymerních materiálů, vláken z biopolymerních materiálů, mikrovláken a/nebo nanovláken. Vrstvou filtru může být také použitý odpadní filtr. Složkou diskrétních částic může pak být funkční a/nebo modifikační přísada k řízení výsledných vlastností kompozitního materiálu (přísada vykazující aktivitu v elektrickém nebo v magnetickém poli, přísada částic biologického materiálu, případně přísada částic s bioaktivními, biocidními, resp. antibakteriálními účinky. Složkou diskrétních částic může být také přísada na bázi práškového síťovaného elastomeru nebo také částice v matrici zapouzdřeného toxického materiálu, což umožňuje jejich velmi snadné a efektivní zneškodnění. Dále se řešení týká způsobu přípravy kompaktního útvaru kompozitního charakteru.

Description

Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy
Oblast techniky
Vynález se týká kompaktního útvaru kompozitního charakteru s možností cíleného řízení výsledných vlastností kompozitu, případně též s možností zpracování odpadních filtračních materiálů. Dále se vynález týká způsobu přípravy tohoto kompaktního útvaru, zejména v podobě lisovaného či válcovaného výrobku nebo polotovaru.
Dosavadní stav techniky
Kompozity jsou heterogenní systémy tvořené minimálně dvěma fázemi, obvykle rozdílného chemického složení, které se od sebe liší svými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. Fáze oddělené rozhraním jsou (mimo dutiny vyplněné plynem) téměř vždy v tuhém stavu. Jedna z fází má funkci pojivové matrice, další jsou fázemi sekundárními, u polymemích kompozitů nazývané plniva. Sekundární fáze nejsou obvykle spojité, jsou tvořeny částicemi rozmanitého tvaru (kulovitého, destičkového, vláknitého). Minimální velikost částic sekundárních fázi nebyla dosud jednoznačně stanovena. Z mikrostrukturmiho pohledu lze pokládat za kompozity heterogenní systémy, u nichž je nejmenší rozměr o
sekundárních fází větší než 10' m.
Při rozšiřujících se možnostech vzájemného kombinování složek, které kompozit vytvářejí, se stává členění kompozitů komplikovaným problémem. Vzhledem ke složení lze kompozity rozdělovat:
a) podle materiálů vytvářejících matrici kompozitů - materiály organické, anorganické makromolekulámí, či kombinace minimálně dvou rozdílných materiálů,
b) podle geometrického tvaru sekundární fáze na kompozity s částicovými a vláknitými plnivy. Stále větší význam mají kombinované hybridní systémy s částicovými a vláknitými plnivy.
U polymemích kompozitů s částicovými plnivy jsou kromě tvaru částic (sférického, destičkového, jehlicového, nepravidelného) důležité jejich termomechanické vlastnosti (teplotní roztažnost, tuhost, deformační vlastnosti). Anorganická plniva (např. uhličitan vápenatý, oxidy křemíku a hliníku, malé skleněné kuličky o průměru 5 až 500 pm, zvláště jemně mletá slída, mikroskopické částice kovů) jsou tužší a zpravidla i pevnější než polymerní matrice, přičemž jsou málo plastické (mimo částice kovů), proto i jimi vytvořené kompozity jsou tužší než matrice a získávají podle typu plniva některé speciální fyzikální a mechanické vlastnosti (větší elektrickou a tepelnou vodivost, menší teplotní roztažnost, lepší kluzné vlastnosti apod.).
Příkladem částicových polymemích kompozitů se speciálními vlastnostmi může být např. kompozitní magnetický materiál podle Evropského patentu č. 289628. V něm obsažené magnetické částice mají jádro z magnetického materiálu obklopeného směsí vláknitého materiálu a pevným pojivém. Částice mohou být zalité v polymemí pryskyřici, která má místa, která jsou selektivní pro příslušné ionty.
Kompozitové materiály z oxidu křemičitého a silikalitu titanu, oxidu křemičitého a βzeolitu nebo oxidu křemičitého, β-zeolitu a silikalitu titanu podle patentu ČR č. 291722 sestávají z mikrokuliček se středním průměrem od 20 do 150 pm, obsahují až 70 % hmot, zeolitových sloučenin a jsou charakterizovány hodnotami měrného povrchu od 300 do 800 m /g. Příprava těchto materiálů probíhá dispergováním submikrometrových částic silikalitu titanu, β-zeolitu nebo jejich směsí v koloidním roztoku kyseliny křemičité, získaném kyselou hydrolýzou alkoxidů křemíku, a podrobením hybridního sólu takto získaného, emulgačnímu a gelovacímu postupu v organických prostředích. Vynález se také týká použití temámí směsi oxidu křemičitého, β-zeolitu a silikalitu titanu jako katalyzátoru při oxidaci aromatických sloučenin a při hydroxylaci benzenu na fenol vždy za použití peroxidu vodíku.
Předmětem zveřejněné české patentové přihlášky č. 2003-3131 je kompozitní materiál sestávající z pěnové polyuretanové polymemí kompozitní matrice, která spojitě vyplňuje prostor ve struktuře částicového kompozitu mezi pevnými částicemi na bázi anorganických a polymemích částic o velikosti od 0,001 do 5 mm a nebo částic vláknitého charakteru, vytvořených nejméně jednou látkou, vybranou ze skupiny látek anorganické částice, polymemí částice, lignocelulózové částice v rozměrovém rozmezí 0,01 až 5 mm. Dále jsou řešeny konstrukční prvky na bázi tohoto kompozitu pro zpevnění konstrukcí, pro které se dosud používají lamináty nebo dřevo.
Patent USA č. 6276214 se týká plošných polotovarů z polymemích kompozitů s elektricky vodivými částicemi, které jsou určeny pro snímače napětí železobetonových konstrukcí. Jako materiály polymemí matrice se uvádějí např. polyolefiny, polyakryláty, polyestery, polyamidy, polyakrylonitril, polysulfon, polykarbonát, polyvinalacetát, polyvinalalkohol ale také homopolymery pryže, silikonové polymery a polymery celulózy. Vodivými částicemi mohou být např. saze, grafit, fulereny, uhlíkové nanotrubice, kovový prášek, kovové korálky.
• ··9· » ··«···· • · · · · · · 0 · « • 9 · · ·· • · e · · ·» · • · « ·· · » ··· * ··· ···· ··· ··
Polymemí kompozity s jemnými kovovými částicemi řeší také japonská patentová přihláška č. 2006008969.
Předmětem dvou zveřejněných čínských patentových přihlášek CN101016399 a CN1834147 jsou nanokompozity na bázi anorganických nanočástic a polymemí matrice. Ve druhém případě je uváděn ještě přídavek reaktivního kompatibilzátoru ke zvýšení adheze na rozhraní mezi fázemi.
Rozhraní mezi fázemi má v kompozitech všeobecně významnou úlohu. Při vzájemném působení fází, které se od sebe liší fyzikálními a chemickými vlastnostmi, nelze za rozhraní pokládat výhradně plochu vzájemného kontaktu, v níž dochází k různě dokonalé soudržnosti fází chemickými a fyzikálními vazbami (nejčastěji vazbami van der Waalsovými). Za součást fázového rozhraní se také považuje tenká vrstva v okolí kontaktní plochy, která bývá lokálně deformovaná vlivem rozdílných koeficientů teplotní roztažnosti a tuhosti fází. Vrstva matrice na rozhraní fází má jinou morfologii než vnitřní oblasti matrice (chemické složení je ovšem stejné). To se projevuje sníženou pohyblivostí molekulárních segmentů v hraniční vrstvě, zejména když dojde k pevnému zakotvení makromolekul matrice na povrchu plniva. V takovém případě se hovoří o imobilizované vrstvě, která se vyznačuje větší tuhostí a menší schopností vytvářet rozsáhlejší lokální plastické deformace. Tím se liší od vzdálenějších, sekundárními fázemi neovlivněných oblastí matrice. Předpokládá se též, že na rozhraní fází je zvýšená úroveň volné entalpie, která usnadňuje difúzi (nejčastěji molekul vody). Ke zvýšení vzájemné soudržnosti fází a k omezení difúze cizích molekul mezifázovým rozhraním se povrch sekundárních fází (plniva) upravuje tzv. apretací. Úprava spočívá v nanesení vhodné chemické látky na povrch částic nebo vláken. Jestliže jsou sekundární fáze anorganické povahy, obsahuje apretační látka jednak anorganické funkční skupiny reagující s jejich povrchem, jednak funkční skupiny organické, reagující s polymemí matricí. Nejčastějšími apretacemi jsou různé typy silanů a organické sloučeniny titanu.
Dokonalejší vzájemná soudržnost mezi fázemi ale nemusí vždy zlepšovat všechny mechanické vlastnosti kompozitu. U anorganických částicových plniv a vláknitých výztuží vede ke zvýšení tuhosti a pevnosti, u kompozitů s částicovými plnivy obvykle zhoršuje houževnatost. Rovněž k disipaci energie, která je nezbytná pro dosažení dobré houževnatosti, dochází snadněji při méně dokonalé vzájemné soudržnosti částicových plniv a matrice.
Z výše uvedeného popisu a rozboru příkladů známých kompozitních materiálů je zřejmé, že základními problémy (především speciálních typů kompozitů se speciálními vlastnostmi) je jednak dosažení optimální dispergace částic sekundární fáze (plniva)
v pojivové matrici a jednak dosažení optimální soudržnosti obou složek kompozitu na rozhraní mezi fázemi. Těchto optimalizací se v současné době dosahuje mnohdy za cenu značně složité a nákladné modifikace způsobu přípravy příslušného kompozitu.
Podstata vynálezu
K odstranění těchto problémů přispívá do značné míry kompaktní útvar kompozitního charakteru podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že obsahuje matrici připravitelnou zkompaktněním vrstvy nebo vrstev netkaných textilií a dále složku diskrétních částic původně v této vrstvě nebo vrstvách netkaných textilií zachycených filtračním mechanismem.
Kompaktní útvar kompozitního charakteru může tedy s výhodou obsahovat polymemí matrici připravitelnou slisováním filtrační vrstvy nebo vrstev netkaných textilií na bázi vláken zpolymemích materiálů, jako jsou polyolefiny, polystyreny, polyestery, polyamidy, polyaramid, polyuretan, polyetersulfon, polyvinylalkohol, polyakrylonitril, polyetylénoxid, polyvinylpyrolidon, epoxidy či zvláknitelné polymemí blendy a dále složku diskrétních částic tvořenou částicemi filtrační vrstvou nebo vrstvami zachyceného podílu filtrovaného materiálu.
V jiné variantě může kompaktní útvar kompozitního charakteru obsahovat matrici biopolymemí připravitelnou slisováním filtrační vrstvy nebo vrstev netkaných textilií na bázi vláken z biopolymemích materiálů, jako je želatina, chitosan, kolagen či celulóza a dále složku diskrétních částic tvořenou částicemi filtrační vrstvou nebo vrstvami zachyceného podílu filtrovaného materiálu.
Vlákny netkaných textilií mohou být s výhodou mikrovlákna a/nebo nanovlákna.
Vrstvou nebo vrstvami filtru mohou být také vrstva nebo vrstvy použitého odpadního filtru.
Složkou diskrétních částic může pak být s výhodou funkční a/nebo modifikační přísada k řízení výsledných vlastností kompozitního materiálu. Konkrétně se může jednat o přísadu vykazující aktivitu nebo trvalý účinek v elektrickém poli, přísadu vykazující aktivitu nebo trvalý účinek v magnetickém poli, přísadu částic na bázi biologického materiálu jako je celulózová moučka nebo dřevní moučka, případně přísadu částic s bioaktivními, biocidními, resp. antibakteriálními účinky.
Složkou diskrétních částic může být také přísada na bázi práškového síťovaného elastomeru, zejména pak odpadní pryže, vytvářející spolu s matricí připravitelnou slisováním vrstvy nebo vrstev netkaných textilií systém vysoce plněný elastomerem.
-59 · · ·
Složkou diskrétních částic mohou být ale také částice v matrici zapouzdřeného toxického materiálu, což umožňuje jejich velmi snadné a efektivní zneškodnění.
Podstata způsobu přípravy kompaktního útvaru kompozitního charakteru podle vynálezu spočívá v tom, že se nejprve v prvním kroku připraví matrice kompozitu ve formě alespoň jedné vrstvy netkané textilie na bázi zvláknitelného temoplastického nebo termoreaktivního polymemího materiálu, která má charakter filtru, membrány či porézní struktury. Tato struktura se potom ve druhém kroku s využitím filtračního mechanismu zaplňuje partikulárními či vláknitými plnivy a ve třetím kroku lisuje či válcuje na výrobek nebo polotovar tvořený kompaktním kompozitním útvarem. Toto zpracování probíhá při teplotě vyšší než je teplota tání temoplastického polymemího materiálu matrice nebo za podmínek vytvoření síťované struktury termoreaktivního polymemího materiálu matrice.
Je zřejmé, že hlavním přínosem kompaktního útvaru kompozitního charakteru podle vynálezu je především značná variabilnost a flexibilita jeho uplatnění - od kompozitních materiálů s řízenými výslednými vlastnostmi až po efektivní zpracování odpadních filtrů a eliminace toxických odpadních materiálů. Při tom se zde poměrně snadným a efektivním způsobem dosahuje optimalizace dispergace částic sekundární fáze (plniva) v pojivové matrici i optimalizace soudržnosti obou složek kompozitu na rozhraní mezi fázemi.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Pro polymemí kompozit s obsahem pryžového prachu byla filtrační struktura polymemí matrice vytvořena na bázi netkané textilie ze zvláknitelného polypropylénu. Tato struktura s porozitou 0,78 byla naplněna pryžovým prachem tak, že rozmístění částic pryže ve struktuře bylo převážně rovnoměrné. Jako nosné médium byl využit vzduch, který byl do filtrační struktury násáván podtlakem nebo vháněn přetlakem. Zaplňování bylo realizováno tak, že vnitřní struktura byla zaplněna maximálně, bez filtračního koláče. Ten byl, v případě že vznikl, odstraněn.
V následujícím kroku byla pak zaplněná filtrační struktura přemístěna do lisovací formy a slisována za teploty 190 °C, která byla dostatečná pro roztavení vláknité struktury a vytvoření kompaktního elastického plošného výrobku kompozitního charakteru s vysokým obsahem pryžového prachu.
Připravený kompozit obsahoval v polypropylénové matrici 40 % hmotnostních pryžového prachu s distribucí velikosti částic v rozmezí 100 nm až 1 mm.
k ··«· » ·· ·*··· « · · · · · · · · · · » 4 · · • · · · · · · *·· « ··· ···· ··· ··
Příklad 2
Pro polymemí kompozit s obsahem dřevité moučky byla filtrační struktura polymemí matrice vytvořena ze tří vrstev netkané textilie z polylaktátu s rozdílnou porozitou, při čemž největší porozitu měla vstupní a nej menší porozitu výstupní vrstva.
Dřevitá moučka byla rozmíchána ve vodném roztoku, který obsahoval antibakteriální přísady, např. nisin nebo extrakt z mateřídoušky a dále antiaglomerační přísady. Vzniklá suspenze byla pak filtrována po dobu 1 min. přes výše uvedenou polylaktátovou filtrační strukturu, případně vzniklý filtrační koláč byl odstraněn stěrem. Zaplněný filtr (polotovar kompozitu) byl vysušen, umístěn do lisovací formy a slisován při lisovací teplotě 180 °C (vyšší než teplota tání polylaktátu) po dobu 60 s.
Připravený kompozit obsahoval v biokompatibilní polylaktátové matrici 80 % hmotnostních funkčních částic dřevité moučky s distribucí velikosti částic v rozmezí 10 nm až 0,1 mm.
Příklad 3
Filtrační struktura polymemí matrice byla vytvořena na bázi netkané textilie ze zvláknitelného nízkomolekulámího polyetylénu a byla zaplněna částicemi magnetického prášku. Filtrační mechanismus využíval jako nasávací síly vakua, při čemž nasávání bylo prováděno oboustranně (z jedné a následně i druhé strany), vždy po dobu 20 s. Potom následovalo lisování při lisovací teplotě 120 °C.
Připravený kompozit obsahoval v polyetylénové matrici 90 % hmotnostních magnetických částic s distribucí velikosti částic v rozmezí 800 nm až 0,5 mm.
Obdobně byly připraveny kompozity s kovovými, skelnými a keramickými částicemi.
Příklad 4
Pro polymemí kompozit s obsahem elektricky vodivých částic na bázi polyanilinového prášku byla filtrační struktura polymemí matrice vytvořena na bázi netkané textilie ze zvláknitelného nízkotavitelného polymeru. Tato struktura byla zaplněna částicemi polyanilinového prášku. Filtrační mechanismus využíval jako nasávací síly vakua, při čemž nasávání bylo prováděno oboustraně (z jedné a následně i druhé strany). Případný povrchový filtrační koláč byl setřen stěrkou. Zaplněný systém byl umístěn do lisovací formy a následovalo lisování při lisovací teplotě 90 °C po dobu 2 min.
Připravený kompozit obsahoval 70 % hmotnostních elektricky vodivých částic s distribucí velikosti částic v rozmezí 800 nm až 0,5 mm a byl tedy stále elektricky vodivý.
Příklad 5
Pro antibakteriální biompozit byla filtrační struktura polymemí matrice vytvořena z netkané nanotextilie na bázi biopolymeru, v příkladném provedení na bázi kolagenu. Tato struktura byla filtračním mechanismem zaplněna antibakteriálními částicemi, popř. též pokryta na povrchu vláken povlakem kapalné antibakteriální látky. Zaplněná filtrační struktura byla vložena do lisovací formy a slisována tak, že biopolymer vytvořil kompaktní útvar kompozitního charakteru.
Příklad 6
Při přípravě iontového kompozitu byla netkaná filtrační nanostruktura na bázi polyuretanových nanovláken vložena mezi elektrody. V průběhu elektrochemického procesu byly v této filtrační struktuře zachycovány ionty. Po zaplnění byla pak filtrační struktura vysušena, vložena do lisovací formy a slisována do podoby kompaktního útvaru kompozitního charakteru.
Příklad 7
Při přípravě biologicky aktivního polymemího kompozitu byla do netkané polymemí nanostruktury filtračním mechanismem zanesena bioaktivní látka či látky. Po zaplnění pak byla filtrační struktura slisována do podoby kompaktního útvaru kompozitního charakteru.
Příklad 8
Na kompaktní polymemí kompozit byl slisováním zpracován odpadní filtr na bázi vrstveného materiálu, u něhož je na podkladový netkaný materiál (s teplotou tání 90 až 200 °C) z jedné nebo obou stran nanesena elektrospiningem vrstva nanovláken s nižší teplotou tání (70 až 170°C). Takto vytvořené vláknité struktury byly pak aplikovány pro mikrofiltrace kapalin, jako např. vysoce účinnou filtraci bakterií a jiných mikroorganismů z vody. Tak vznikla vícevrstvá vláknitá struktura obsahující zachycené toxické látky. Jejím slisováním vznikl kompaktní kompozit obsahující částice toxického materiálu zapouzdřené v polymemí matrici.

Claims (13)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    Ε Kompaktní útvar kompozitního charakteru, zejména v podobě lisovaného či válcovaného výrobku nebo polotovaru, vyznačující se tím, že obsahuje matrici pripravitelnou zkompaktněním vrstvy nebo vrstev netkaných textilií a dále složku diskrétních částic původně v této vrstvě nebo vrstvách netkaných textilií zachycených filtračním mechanismem.
  2. 2. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje polymemí matrici připravitelnou slisováním filtrační vrstvy nebo vrstev netkaných textilií na bázi vláken zpolymemích materiálů, jako jsou polyolefmy, polystyreny, polyestery, polyamidy, polyaramid, polyuretan, polyetersulfon, polyvinylalkohol, polyakrylonitril, polyetylénoxid, polyvinylpyrolidon, epoxidy či zvláknitelné polymemí blendy a dále složku diskrétních částic tvořenou částicemi filtrační vrstvou nebo vrstvami zachyceného podílu filtrovaného materiálu.
  3. 3. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje biopolymemí matrici připravitelnou slisováním filtrační vrstvy nebo vrstev netkaných textilií na bázi vláken z biopolymemích materiálů, jako je želatina, chitosan, kolagen či celulóza a dále složku diskrétních částic tvořenou částicemi filtrační vrstvou nebo vrstvami zachyceného podílu filtrovaného materiálu.
  4. 4. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že vlákny netkaných textilií jsou mikrovlákna a/nebo nanovlákna.
  5. 5. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vrstvou nebo vrstvami filtru jsou vrstva nebo vrstvy použitého odpadního filtru.
  6. 6. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 5, vyznačující se tím, že složkou diskrétních částic jsou částice v matrici zapouzdřeného toxického materiálu.
  7. 7. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 1, vyznačující se tím, že složkou diskrétních částic je funkční a/nebo modifikační přísada k řízení výsledných vlastností kompozitního materiálu.
    • · • · ·
  8. 8. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 7, vyznačující se tím, že složkou diskrétních částic je přísada na bázi práškového síťovaného elastomeru, zejména pak odpadní pryže, vytvářející spolu s matricí připravitelnou slisováním vrstvy nebo vrstev netkaných textilií systém vysoce plněný elastomerem.
  9. 9. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 7, vyznačující se tím, že složkou diskrétních částic je přísada vykazující aktivitu nebo trvalý účinek v elektrickém poli.
  10. 10. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 7, vyznačující se tím, že složkou diskrétních částic je přísada vykazující aktivitu nebo trvalý účinek v magnetickém poli.
  11. 11. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 7, vyznačující se tím, že složkou diskrétních částic je přísada částic na bázi biologického materiálu jako je celulózová moučka nebo dřevní moučka.
  12. 12. Kompaktní útvar kompozitního charakteru podle nároku 7, vyznačující se tím, že složkou diskrétních částic je přísada částic s bioaktivními, biocidními, resp. antibakteriálními účinky.
  13. 13. Způsob přípravy kompaktního útvaru kompozitního charakteru podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nejprve v prvním kroku připraví matrice kompozitu ve formě alespoň jedné vrstvy netkané textilie na bázi zvláknitelného temoplastického nebo termoreaktivního polymemího materiálu, která má charakter filtru, membrány či porézní struktury, načež se tato struktura ve druhém kroku s využitím filtračního mechanismu zaplňuje partikulárními či vláknitými plnivy a ve třetím kroku pak lisuje či válcuje na výrobek nebo polotovar tvořený kompaktním kompozitním útvarem při teplotě vyšší než je teplota tání temoplastického polymemího materiálu matrice nebo za podmínek vytvoření síťované struktury termoreaktivního polymemího materiálu matrice.
CZ2013-1020A 2013-12-17 2013-12-17 Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy CZ307301B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-1020A CZ307301B6 (cs) 2013-12-17 2013-12-17 Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy
PCT/CZ2014/000154 WO2015090254A1 (en) 2013-12-17 2014-12-11 Compact structure of a composite nature and method of preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-1020A CZ307301B6 (cs) 2013-12-17 2013-12-17 Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20131020A3 true CZ20131020A3 (cs) 2015-06-24
CZ307301B6 CZ307301B6 (cs) 2018-05-23

Family

ID=52468859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-1020A CZ307301B6 (cs) 2013-12-17 2013-12-17 Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ307301B6 (cs)
WO (1) WO2015090254A1 (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ307544B6 (cs) * 2017-07-20 2018-11-21 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Způsob výroby dvoustupňově síťované biopolymerní membrány a biopolymerní membrána zhotovená tímto způsobem
CN117681518A (zh) * 2023-12-27 2024-03-12 中国人民解放军海军特色医学中心 一种气柱材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6352649U (cs) 1986-09-26 1988-04-08
CS264894B1 (cs) * 1987-08-03 1989-09-12 Frantisek Kucera Filtračně sorpčnívložka pro čištění lázní
US5328758A (en) * 1991-10-11 1994-07-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Particle-loaded nonwoven fibrous article for separations and purifications
US5614312A (en) * 1993-05-07 1997-03-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Wet-laid sheet material and composites thereof
KR100368851B1 (ko) * 1994-12-21 2003-05-12 캐보트 코포레이션 한층이상의섬유웹과에어로겔입자로이루어진복합체및이의제조방법
DE19708694A1 (de) * 1996-05-03 1998-09-10 Bluecher Gmbh Adsorptionsfilter
US6276214B1 (en) 1997-12-26 2001-08-21 Toyoaki Kimura Strain sensor functioned with conductive particle-polymer composites
CZ20033131A3 (cs) 2003-11-18 2005-07-13 Alois Vašíček Kompozitní materiál s lehčenou polyuretanovou matricí a konstrukční prvky na bázi tohoto kompozitu
JP4337681B2 (ja) 2004-05-25 2009-09-30 宇部興産株式会社 金属微粒子−高分子複合体の製造方法
CN100371384C (zh) 2006-03-03 2008-02-27 中山大学 一种反应性纳米无机粒子/聚合物复合材料
CN101016399A (zh) 2007-03-02 2007-08-15 中山大学 一种无机纳米粒子/聚合物复合材料及其制备方法
JP5164622B2 (ja) * 2008-03-19 2013-03-21 株式会社日本環境調査研究所 除塵装置
JP5364082B2 (ja) * 2010-11-30 2013-12-11 大王製紙株式会社 ティシュペーパー製品
CN202130049U (zh) * 2011-06-20 2012-02-01 马建宝 新型复合防水毯
CZ306779B6 (cs) * 2011-07-19 2017-07-07 Spur A.S. Morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015090254A1 (en) 2015-06-25
CZ307301B6 (cs) 2018-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xie et al. Low-density silk nanofibrous aerogels: fabrication and applications in air filtration and oil/water purification
Shan et al. Hierarchical porous structured SiO2/SnO2 nanofibrous membrane with superb flexibility for molecular filtration
Barhoum et al. Nanofiber technologies: History and development
Jiang et al. High-density fibrous polyimide sponges with superior mechanical and thermal properties
Maleki et al. Compressible, thermally insulating, and fire retardant aerogels through self-assembling silk fibroin biopolymers inside a silica structure—an approach towards 3D printing of aerogels
Lamm et al. Recent advances in functional materials through cellulose nanofiber templating
Lu et al. Superoleophilic and flexible thermoplastic polymer nanofiber aerogels for removal of oils and organic solvents
Karamikamkar et al. Aerogel‐based biomaterials for biomedical applications: From fabrication methods to disease‐targeting applications
Zhao et al. Facile one-pot synthesis of mechanically robust biopolymer–silica nanocomposite aerogel by cogelation of silicic acid with chitosan in aqueous media
Yuan et al. Transparent cellulose–silica composite aerogels with excellent flame retardancy via an in situ sol–gel process
Zhang et al. Nanoengineered electrospun fibers and their biomedical applications: a review
Wang et al. Three-dimensional-printed silica aerogels for thermal insulation by directly writing temperature-induced solidifiable inks
Haddadi et al. Investigation of the effect of nanosilica on rheological, thermal, mechanical, structural, and piezoelectric properties of poly (vinylidene fluoride) nanofibers fabricated using an electrospinning technique
CN1277574A (zh) 向纤维网或细丝网浸渍粉末的方法和生产复合材料的方法
JP7509425B2 (ja) 組成物を形成する方法及びそれから形成される組成物
Wasim et al. Electrospinning: a fiber fabrication technique for water purification
Shome et al. Unconventional and facile fabrication of chemically reactive silk fibroin sponges for environmental remediation
CN105920920A (zh) 一种基于石墨烯材料新型过滤网制作工艺
Jang et al. A cell-laden nanofiber/hydrogel composite structure with tough-soft mechanical property
CZ20131020A3 (cs) Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy
Wang et al. Regenerated cellulose microspheres-aerogel enabled sustainable removal of metal ions for water remediation
Le et al. Toward the development of graphene/chitosan biocomposite aerogels with enhanced mechanical and thermal insulation performance
Rahmatika et al. Effects of Solvent Polarity on Nanostructure Formation of Spray-Dried TEMPO-Oxidized Cellulose Nanofiber Particles
Gurave et al. Electrospinning of a near gel resin to produce cross-linked fibrous matrices
KR20090053336A (ko) 인공피혁

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20231217