Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania z pollchlorowcoalkanów wyrobów z powierz¬ chniowa warstwa przewodzaca* Powierzchniowa warstwa przewodzaca pozwala uniknac w szeregu przypadkach zjawiska elektryzowania sie wyrobów* Z publikacji W* Deits, P* Cuker, M. Rubner, H* Jobson, Journal of Electronic Materials, 10, 693 /1981/t znany jest sposób modyfikacji przewodnictwa elektrycznego wyrobów z poli¬ chlorku winylu polegajacy na eliminacji ohlowowodoru na drodze reakcji z amidkiem sodu w roztworze cieklego amoniaku i czterowodorofuranu.Wedlug opisu patentowego PRL nr \k2 930, sposób modyfikacji przewodnictwa elektryczne* go wyrobów z polichlorku winylu, równiez polega na eliminacji chlorowodoru z powierzchni wyrobu* Wedlug tego rozwiazania wyrób z polichlorku winylu zadaje sie goracym roztworem nasyconym wodorotlenku potasu w alkoholu etylowym* Calosc utrzymuje sie w stanie wrzenia przez okres 00 najmniej 5 godzin, a nastepnie wyrób przemywa sie woda destylowana, suszy sie i zanurza w dymiacym kwasie siarkowym, po czym ponownie przemywa sie woda destylowa¬ na i suszy* Do roztworu wodorotlenku potasu w alkoholu etylowym dodaje sie 10£ wagowych czterow odorofuranu* Znany jest równiez z opisów patentowyoh PRL nr 136* 653 i 139 219 sposób zwiekszenia przewodnictwa elektrycznego pollchlorowcoalkanów polegajacy na trawieniu powierzchni tworzywa kompleksem potasowoa w naftalenie w srodowisku czterow odorofuranu* Modyfikacja powierzchni wyrobów z polichlorku winylu wedlug opisanych, znanych ze stanu techniki roz¬ wiazan pozwala uzyskac na powierzchni wyrobu warstwe przewodzaca o grubosci 10f20 m i przewodnosci wlasoiwej 10 cm •2 1^5 302 Innym znanym sposobem zwiekszania przewodnictwa polichlorku winylu jest domieszkowa¬ nie sadza acetylenowa. Zawartosc sadzy acetylenowej musi wówczas przekroczyc próg przewod¬ nictwa , charakterystyczny dla rodzaju tworzywa i jakosci uzytej sadzy acetylenowej* Nie- przekroozenie tego progu zawartosci sadzy powoduje, ze domieszkowany material, pozostaje nadal dobrym izolatorem* Zaleznie od rodzaju tworzywa podlegajacego domieszkowaniu oraz od jakosci uzytej sadzy próg przewodnictwa zawiera sie w granicach od 13 do 35 cz*wag* zawartosci sadzy w stosunku do wagi tworzywa podlegajacego domieszkowaniu* Sposób ten powoduje jednak wzrost przewodnictwa objetosciowego* a nie sluzy uzyskaniu warstwy prze- wodzaoej na powierzchni tworzywa* Celem wynalazku jest opracowanie sposobu pozwalajacego na otrzymanie wyrobów z poli- chlorowooalkanów z warstwa powierzchniowa o wysokim stopniu przewodnictwa* Wedlug wyna¬ lazku, sposób wytwarzania z poliohlorowooalkanów wyrobów z powierzchniowa warstwa przewo¬ dzaca, polegajacy na trawieniu ich goracym KOH lub kompleksem potasowoów w naftalenie, charakteryzuje sie tym. ze polichlorowooalkany domieszkowuje sie sadza acetylenowa w ilo¬ sci 0,05 f 10 ozesoi wagowych* Jako poliohlorowooalkany stosuje sie polichloro-trójfluoroetylen lub polichloroalkany takie, jak polichlorek winylu* poliohlorek winylidenu, lub polifluoroalkany* jak poli- ozterofluoroetylen lub polifluorowinyliden* V przypadku stosowania poliohloroalkanów dla przeprowadzenia reakcji, na powierzchnie uformowanych wyrobów dziala sie mieszanina nasy¬ conego roztworu zasady alkalicznej w jednowodorotlenowym alkoholu alifatycznym o dlugosci lancucha Cl - C2 z 10 oz.wag* ozterowodorofuranu lub z 50 oz*wag* aoetonitrylu w stosunku do alkoholu alifatycznego, w temperaturze wrzenia mieszaniny, w czasie od 2 do 6 godzin, a nastepnie przed myoiem, powierzchnie wyrobu poddaje sie neutralizacji w kwasie siarkowym* V przypadku stosowania polifluoroalkanów. dla przeprowadzenia reakcji, na powierzchnie uformowanych wyrobów dziala sie kompleksem potasowoa z naftalenem w stosunku molowym 1:1 w srodowisku ozterowodorofuranu i w atmosferze beztlenowej, w temperaturze od 50 C do 80 C w czasie od 72 do 336 godzin, zas proces myoia prowadzi sie w ozterowodorofuranie* Jak wykazaly badania, przy domieszkowaniu poliohlorowooalkanów sadza acetylenowa w ilosoi od 0,05 r 10,0 ozesoi wagowych zawartosc sadzy jest tak mala, ze nie tworza sie sciezki przewodzace z drobin sadzy, w zwiazku z tym nie zostaje przekroczony próg prze¬ wodnictwa i material w oalej objetosci jest nieprzewodzacy* Dopiero wprowadzenie czastek sadzy acetylenowej do poliohlorowooalkanów, w nastepnie uformowanie z nich konkretnych wyrobów i poddanie ich zaproponowanej chemioznej obróbce powierzchniowej spowodowalo wzrost przewodnosci warstwy powierzchniowej wyrobów w zaskakujaco wysokim stopniu* Prze¬ prowadzone badania laboratoryjne wykazaly wzrost przewodnosci warstwy powierzchniowej do 1 2 *»1 m\ wartosci 10 f 10 Si cm • Mechanizm tego zjawiska nie zostal do konca wyjasniony* Prawdopodobnie nastapilo ono w zwiazku z redukcja atomów chlorowców w warstwie powierzch¬ niowej o grubosci ok* 20 /im oraz wytworzeniem sie w tej warstwie podwójnych wiazan sprze¬ zonych w postaci przewodzacej sieci nici polimerowych z udzialem czasteczek sadzy acety¬ lenowej* Istnienie w warstwie powierzchniowej czastek sadzy zwiazanych ohemicznie z pow¬ stalym w drodze redukcji polimerem, powoduje wytworzenie usieciowanej struktury o wytrzy¬ malosci mechanicznej lepszej niz wytrzymalosc kompozycji wyjsciowej, a takze lepszej niz wytrzymalosc powstalego na powierzchni w drodze redukcji polimeru bez udzialu sadzy acety¬ lenowej* Warstawa powierzchniowa wytworzona sposobem wedlug wynalazku odporna jest na wszystkie znane rozpuszczalniki organiczne czego nie obserwuje sie w przypadku warstwy wytworzonej bez udzialu sadzy acetylenowej* Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w ponizszych przykladach wykonania ilustruja¬ cych sposób wytwarzania z poliohlorowooalkanów wyrobów z powierzchniowa warstwa przewo¬ dzaca, w zastosowaniu do wytwarzania: rurek kanalowych, powielaczy elektronów /przykla¬ dy od 1 do h/, dodatku do kauczuku przy produkcji gumy /przyklad 5/ oraz nieelektryzuja- cej sie oslony przewodów elektrycznych /przyklad 6/.1^5 302 3 Przyklad I, Do 100 gramów polichlorku winylu dodaje sie 10 gramów sadzy ace¬ tylenowej Shawinigan, a nastepnie wielokrotnie miesza sie w temperaturze plyniecia polime¬ ru /ok* 387 K/» Po wymieszaniu formuje sie rurke o srednicy wewnetrznej 1 mm, zewnetrznej 3 mm i dlugosci 10 om metoda wtrysku na goraco* Opornosc tak przygotowanej rurki wynosi ok* 10 Ci miedzy jej koncami* Nastepnie przygotowuje sie mieszanine 100 ml etanolu i 100 ml aoetonitrylu, do której dodaje sie kO g zasady potasowej, Po rozpuszczeniu sadzy w mieszaninie podgrzanej do temperatury 317 K» wewnetrzna powierzchnie uprzednio przygo¬ towanej rurki poddaje sie dzialaniu roztworu* utrzymujac temperature rurki na poziomie 327 K w czasie 2,5 godziny. Tak przygotowana rurke przemywa sie nastepnie stezonym kwa¬ sem siarkowym* a pózniej woda destylowana i suszy sie w strumieniu goracego powietrza o temperaturze 327 K przez 0,5 godz*, a nastepnie przemywa sie etanolem i powtórnie suszy sie strumieniem goracego powietrza* Po przymocowaniu elektrod w postaci odcinków drutu srebrnego za pomoca przewodzacej mieszaniny zywicy epoksydowej z dodatkiem proszku srebr¬ nego, powielacz kanalowy nadaje sie do uzytku* Otrzymany powielacz charakteryzuje sie 8 8 oporem elektrycznym 5 * 10 SL , wzmocnieniem 1,6 • 10 przy napieciu zasilania 3 kV oraz maksymalnym pradzie wyjsciowym elektronów 2,8 • 10 A* Przyklad II* Przygotowana rurke z polichlorku winylu o srednicy wewnetrz- neJ 1 *5 mm, zewnetrznej k mm i dlugosci 12 cm pokrywa sie od strony wewnetrznej jednorod¬ na warstwa kompozycji polichlorku winylu i sadzy acetylenowej w ilosci 10 oz.wag* w sto¬ sunku do polichlorku winylu, o grubosci 70 um, poprzez przemycie wewnetrznej strony rurki roztworem 10 g polichlorku winylu, 1,05 6 sadzy acetylenowej w 200 ml ozterowodo- rofuranu* Tak przygotowana rurka jest nastepnie traktowana jak w przykladzie 1 * po czym o o uzyskuje sie kanalowy powielacz elektronów o oprze k • 10 i wzmocnieniu 2 • 10 przy napieciu zasilania 3 kV i maksymalnym pradzie wyjsciowym 1 juA* Przyklad XXI* Miesza sie proszek policzterofluoroetylenu o granulacji do 0,5 um oraz sadzy aoetylenowej o granulacji do 0,1 jura w proporcjach 100 : *lf8, a nas¬ tepnie formuje sie rurke o srednicy wewnetrznej 1 mm, zewnetrznej 3 mm i dlugosci 10 om metoda prasowania w odpowiedniej formie w temperaturze 597 K pod cisnieniem 500 atm** 15 17 Opornosc elektryczna tak przygotowanej rurki wynosi 10 f 10 SL miedzy jej koncami* Nastepnie wewnetrzna powierzchnie rurki poddaje sie dzialaniu roztworu kompleksu meta¬ loorganicznego w postaci kompleksu sodu z naftalenem w czterowodorofuranie* Celem przy¬ gotowania kompleksu k6 g metalioznego sodu oraz I30 g naftalenu umieszcza sie w naczy¬ niu szklanym zawierajacym 1000 ml czterowodorofuranu a nastepnie z naczynia usuwa sie powietrze i wprowadza azot lub argon* Po 72 godzinach przemywania roztworu azotu lub argonem uzyskany kompleks metaloorganiczny wprowadza sie do wnetrza rurki szczelnie za¬ mykajac jej otwory wylotowe po uprzednim usunieciu powietrza* Po uplywie 2 tygodni z wnetrza rurki usuwa sie plyn i plucze sie ja wielokrotnie czterowodorofuranem, a nastep¬ nie suszy sie ja strumieniem goracego powietrza o temperaturze 337 K* Po przymocowaniu do obu konców rurki elektrod jak w przykladzie 1, opór elektryczny tak wytworzonego po- 9 8 wielacza kanalowego elektronów wynosi 3 • 10 £L • wzmocnienie 5»5 • 10 przy napieciu zasilania 3 kV, a maksymalny prad wyjsciowy 0,1 ;uA* Przyklad IV* Drut miedziany o srednicy 0,05 mm pokrywa sie kompozycja poli¬ czterofluoroetylenu z sadza acetylenowa w proporcji 100 : 9f7* Proces powlekania drutu prowadzi sie na goraco w temperaturze 517 K tak, aby drut otoczony byl warstwa kompo¬ zycji o grubosci 0,035 mm* Drut powleczony kompozyoja nawija sie zwój przy zwoju na be¬ ben teflonowy o srednicy 1 m po uprzednim powleczeniu zywica poliestrowa* Nawija sie w ten sposób 1000 warstw po 1000 zwojów, a nastepnie utwardza sie termicznie zywica w tem¬ peraturze 327 K przez 36 godzin* Uzyskany pólprodukt zdejmuje sie z walca, a nastepnie tnie sie poprzecznie do kierunku uzwojenia na plytki o grubosci 5 mm, powierzchnie prze¬ ciecia szlifuje sie na zmatowanym szkle, przemywa sie etanolem, a nastepnie wytrawia sie drut miedziany w roztworze 3ó kwasu azotowego* Proces trawienia jest kontrolowany plu-k 145 302 czka ultradzwlekowa* Po uzyskaniu droznosci kanalów, plytke plucze sie w wodzie destylo¬ wanej stosujac metode ultradzwiekowa* Nastepnie przygotowuje sie roztwór ko g zasady po¬ tasowej w 300 ml etanolu i 20 ml ozterjwodorofuranu a nastepnie przepuszcza sie go przez uprzednio przygotowana plytke utrzymywana wraz z roztworem w temperaturze 327 K wielo- krotnie* prowadzac proces przez okolo k godziny* Uzyskany produkt poddaje sie dzialaniu kwasu siarkowego* a nastepnie plucze sie woda destylowana w pluczce ultradzwiekowej* Po wysuszeniu plytki na powierzchnie przeciecia napyla sie srebrne elektrody* Opornosc tak wytworzonego mikrokanaiowego powielacza elektronów wynosi 10 Si * wzmocnienia kazdego z kanalów wynosi 10^ przy napieciu zasilania 1.8 kV oraz maksymalny prad wyjsciowy kazdego z kanalów wynosi 0,1 nA* Przyklad V* Do 1000 g proszku poliozterofluoroetylenu dodaje sie 100 g sa¬ dzy acetylenowej* a nastepnie miesza sie* Ziarnistosc polimeru i sadzy nie przekracza 0.10/im* Po sprasowaniu w pastylki o wymiarach 10 mm x 10 mm x 10 mm calosc powtórnie mieli sie w mlynie kulowym na proszek o ziarnistosci 10 ^im* Proszek ten wsypuje sie do roztworu kompleksu litu z naftalenem w stosunku molowym 1:1 w ozterowodorofuranie i prze¬ chowuje sie w nim przez okres 72 godzin w atmosferze beztlenowej* Po odsaczeniu roztworu, produkt v postaci proszku przemywa sie ozterowodorofuranem i suszy sie* Proszek ten sta* nowi dodatek do kauczuku przy produkcji gumy9 00 podwyzsza jej wytrzymalosc, glównie na scieranie* Przyklad VI* Uplastyczniony polichlorek winylu /winilidur/ z dodatkiem sa¬ dzy acetylenowej* sluzacy do izolacji elektrycznej przewodów sieci elektryoznej, po po¬ kryciu nim przewodu poddaje sie powierzchniowo dzialaniu roztworu zasady potasowej w eta¬ nolu przez okres 3 godzin* Nastepnie przewód przemywa sie stezonym kwasem siarkowym* wo¬ da destylowana i suszy sie* Przewód taki* po przytwierdzeniu obejmy metalowej w dowolnym jego punkcie i przylaczeniu jej do zródla stalego potencjalu /masy/ moze byc uzyty do zasilania urzadzen elektrycznych w przypadku gdy przewód musi byc umieszczony w silnie elektryzujacym sie srodowisku grozacym wybuchem /zbiorniki paliw plynnyoh i gazowych, materialy wybuchowe, pyly wegla, zboza itp*A Zastrzezenia patentowe 1* Sposób wytwarzania z polichlorowcoalkanów wyrobów z powierzchniowa warstwa prze¬ wodzaca, polegajacy na trawieniu ich goracym KOH lub kompleksem potasowców w naftalenie, znamienny tym, ze poliohlorowcoalkany domieszkuje sie sadza acetylenowa w ilosci 0,05 - 10 czesci wagowych* 2* Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze jako poliohlorowcoalkany stosuje sie poliohlorotrójfluoroetylen lub poliohlorowcoalkany takie jak polichlorek winylu, polichlorek winylidenu, lub polifluoroalkany jak policzterofluoroetylen, poli- fluorowinyliden* Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 220 zl PL