PL239144B1 - Sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu i dyspersja zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu - Google Patents
Sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu i dyspersja zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu Download PDFInfo
- Publication number
- PL239144B1 PL239144B1 PL431746A PL43174619A PL239144B1 PL 239144 B1 PL239144 B1 PL 239144B1 PL 431746 A PL431746 A PL 431746A PL 43174619 A PL43174619 A PL 43174619A PL 239144 B1 PL239144 B1 PL 239144B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- carbon nanotubes
- acrylamide
- water
- amount
- parts
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 86
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 79
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 31
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000000527 sonication Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 13
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N gallic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 2
- WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylbenzenesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229920006319 cationized starch Polymers 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ce+3].[Ce+3] DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- DLGJWSVWTWEWBJ-HGGSSLSASA-N chondroitin Chemical class CC(O)=N[C@@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@H](O)[C@@H]1OC1[C@H](O)[C@H](O)C=C(C(O)=O)O1 DLGJWSVWTWEWBJ-HGGSSLSASA-N 0.000 description 1
- 150000001882 coronenes Chemical class 0.000 description 1
- HQWOEDCLDNFWEV-UHFFFAOYSA-M diethyl phosphate;1-ethyl-3-methylimidazol-3-ium Chemical compound CC[N+]=1C=CN(C)C=1.CCOP([O-])(=O)OCC HQWOEDCLDNFWEV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 229940060296 dodecylbenzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229940074391 gallic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000004515 gallic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest dyspersja wodna zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu, która charakteryzuje się tym, że zawiera nanorurki węglowych w ilości od 0,01 do 9 części wagowych na 100 części wagowych poliakryloamidu lub (ko)polimeru akryloamidu i kwasu akrylowego, poliakryloamid lub (ko)polimer akryloamidu i kwasu akrylowego w ilości od 0,3 do 0,7 mol/dm3, oraz skrobię w ilości od 0,1 do 0,5 mol/dm3 otrzymanej dyspersji wodnej nanorurek węglowych. Zgłoszenie obejmuje też sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu, który charakteryzuje się tym, że prowadzi się proces wolnorodnikowej szczepionej kopolimeryzacji akryloamidu na rozklejonej skrobi w mieszaninie nanorurek węglowych i wody. Skrobię w ilości od 2,28 do 12,1 g miesza się z wodą w ilości 60 g i ogrzewa do temperatury od 82°C do 90°C. Następnie dodaje się wcześniej sonifikowaną wodną mieszaninę nanorurek węglowych w ilości od 0,00075 do 0,288 g w 40 g wody, całość ochładza się do temperatury od 25°C do 30°C. Sonifikację nanorurek prowadzi się korzystnie w łaźni ultradźwiękowej, w czasie od 10 do 30 minut. Kolejno wkrapla się wodny roztwór akryloamidu w ilości od 0,54 do 7,46 g w 40 g wody i wodny roztwór nadsiarczanu amonu w ilości od 0,5 części wagowych do 2,5 części wagowych na 100 części wagowych monomerów akrylowych w 10 g wody i całość miesza się, po czym ochładza się otrzymując wodną dyspersję.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu i dyspersja zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu.
Wodne dyspersje nanorurek węglowych (CNT) znacznie ułatwiają wprowadzanie CNT do materiałów powłokowych przeznaczonych na podłoża metalowe, drewniane i z tworzyw sztucznych, w szczególności do wodorozpuszczalnych i wodorozcieńczalnych farb lub lakierów oraz tworzenie powłok lakierniczych, w tym pigmentowanych. Nanorurki węglowe, wprowadzone do matrycy polimerowej, poprawiają takie jej właściwości jak przewodnictwo elektryczne i cieplne oraz wytrzymałość mechaniczna. W opisach rozwiązań US2011/0095244, CN103012953, CN103724789 i US8586665 wskazano, że zarówno nanorurki węglowe jak i grafen powodują podwyższenie odporności termicznej materiałów polimerowych. Jednakże bezpośrednie wprowadzenie proszkowych napełniaczy węglowych do powłok polimerowych może negatywnie wpłynąć na ich cechy; warunkiem uzyskania poprawy właściwości materiałów polimerowych jest konieczność uzyskania odpowiednio zdyspergowanego nanonapełniacza węglowego w całym układzie. Sonifikacja (mieszanie ultradźwiękowe) jest metodą powszechnie stosowaną do dyspergowania CNT w układach ciekłych. Jednakże nie może być ona użyta wprost do dyspergowania nanonapełniaczy w wodorozcieńczalnych polimerowych materiałach powłokowych z uwagi na wywoływanie nieodwracalnej separacji fazowej układu. Dlatego, aby wprowadzić CNT do układu polimerowego, stosuje się przedmieszkę (oddzielnie wytworzoną dyspersję CNT w np. wodzie, w obecności środka powierzchniowo czynnego) i dopiero tak przygotowaną dyspersję CNT wprowadza się przy ciągłym mieszaniu mechanicznym - do emulsji, zawiesiny czy roztworu polimeru. Ustawicznie trwają prace nad skróceniem czasu otrzymywania oraz uproszczeniem metod otrzymywania dyspersji CNT. Opisy rozwiązań ujawniają proces dyspergowania ultradźwiękowego nanonapełniaczy węglowych w wodzie w obecności hydrofilowych pochodnych koronenu (CN102303862), soli pochodnej chondroityny (US2013341570), w rozpuszczalnikach organicznych w obecności żywicy epoksydowej zsyntezowanej z kwasu galusowego (CN102911531). Krajowe zgłoszenie patentowe P395835 opisuje sposób dyspergowania nanorurek węglowych w obecności hydrofilowej cieczy jonowej (dietylofosforanu 1-etylo-3-metyloimidazoliowego) w czasie 4-5 h. Natomiast opis patentowy PL408185 ujawnia sposobu ultradźwiękowego dyspergowania CNT w cieczach w obecności środka powierzchniowo czynnego (kwasu dodecylobenzenosulfonowego i jego soli, eteru fenylowo-, benzylowo- i naftylowo-oligooksyalkilenowego). Dyspergowanie prowadzi się w obecności nieorganicznego środka wspomagającego dyspergowanie o właściwościach dielektrycznych, takiego jak węglik krzemu, tlenki krzemu, glinu, tytanu i/lub ceru, w postaci sproszkowanej o wymiarze cząstek od 5 do 200 nm. Zawartość środka wspomagającego dyspergowanie wynosi 0,5-55% wag. masy całej dyspersji nanorurek węglowych, przy czym zawartość nanorurek węglowych w dyspersji wynosi 0,01-5% wag. Proces prowadzi się temperaturze 0-90°C. Otrzymane dyspersje stosuje się do kompozycji polimerowych zawierających spoiwo epoksydowe, poliuretanowe, akrylowe, alkidowe, z poli(octanu winylu) lub z polialkoholu winylowego). Znane są przykłady wykorzystania skrobi jako substancji powodującej wypływanie nanonapełniaczy węglowych w powłokach (CN106590073) oraz jako składnika kompozycji wiążącej krzemionkę (zastosowanie do powlekaniu papieru; CN105200849). Można znaleźć doniesienia patentowe o wykorzystaniu nanocząstek węglowych wraz z polimerem akryloamidu (bez dodatku skrobi) w powłokach chłodzących (CN108129957) i termoizolacyjnych (CN105647250 oraz CN105567080). Opis rozwiązania CN105820686 opisuje natomiast odporną na uderzenia powłokę poliakrylanową wytworzoną z wodnej emulsji poliakrylanowej, koalescenta, CNT i innych dodatków nieskrobiowych. Opatentowano również skład dyspersji nanonapełniaczy węglowych w wodzie zawierającej sulfonowe pochodne poli(akryloamidu) oraz poli(alkohol winylowy) (CN106935312). Jednoczesne zastosowanie polimerów akrylanowych i skrobi (oraz szeregu innych substancji dyspergujących) - do wytwarzania dyspersji modyfikowanego tlenku polifenylenu - opisano w opisie patentowym GB1334084. Natomiast o kationizowanej skrobi i poliakryloamidzie donosi opis patentowy GB1407100 opisujący wytwarzanie kompozycji do klejenia włókien celulozowych. Należy podkreślić, że w literaturze patentowej brak jest wzmianek o zastosowaniu kopolimerów akryloamidowych skrobi do dyspergowania jakichkolwiek nanonapełniaczy węglowych w wodzie.
Dyspersja wodna zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera nanorurki węglowych w ilości od 0,01 do 9 części wagowych na 100 części wagowych poliakryloamidu lub (ko)polimeru akryloamidu i kwasu akrylowego, poliakryloamid lub (ko)polimer akryloamidu i kwasu akrylowego w ilości od 0,3 do 0,7 mol/dm3, oraz skrobię w ilości od 0,1
PL 239 144 B1 do 0,5 mol/dm3 otrzymanej dyspersji wodnej nanorurek węglowych. Ilość wody w dyspersji jest determinowana stężeniem molowym reagentów i wynosiła 150 g.
Sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że prowadzi się proces wolnorodnikowej szczepionej kopolimeryzacji akryloamidu na rozklejonej skrobi w mieszaninie nanorurek węglowych i wody. Skrobię w ilości od 2,28 do 12,1 g miesza się z wodą w ilości 60 g i ogrzewa do temperatury od 82°C do 90°C. Następnie dodaje się wcześniej sonifikowaną wodną mieszaninę nanorurek węglowych w ilości od 0,00075 do 0,288 g w 40 g wody, całość ochładza się do temperatury od 25°C do 30°C. Sonifikację nanorurek prowadzi się korzystnie w łaźni ultradźwiękowej, w czasie od 10 do 30 minut. Kolejno wkrapla się wodny roztwór akryloamidu w ilości od 0,54 do 7,46 g w 40 g wody i wodny roztwór nadsiarczanu amonu (inicjator w procesie szczepionej kopolimeryzacji akryloamidu (AM) lub akryloamidu (AM) i kwasu akrylowego (AA) na skrobi) w ilości w ilości od 0,5 części wagowych do 2,5 części wagowych na 100 części wagowych monomerów akrylowych w 10 g wody i całość miesza się, po czym ochładza się otrzymując wodną dyspersję. W wariancie sposobu oprócz wodnego roztworu akryloamidu wkrapla się również kwas akrylowy, przy czym stosuje się akryloamid w stosunku molowym do kwasu akrylowego w zakresie od 0,7:0 do 0,05:0,65. Proces kopolimeryzacji prowadzi się w temperaturze od 40°C do 46°C w czasie od 2 godzin do 4,5 godziny, przy obrotach mieszadła od 20 do 500 obrotów/minutę. W sposobie stosuje się nanorurki typu wielościennego lub jednościennego o średnicy od 2 do 20 nm i średnim stosunku długości do średnicy od 100 do 1000. Sposobu wytwarzania dyspersji nanorurek węglowych (CNT) w wodzie według wynalazku polega na zdyspergowaniu CNT podczas wolnorodnikowej szczepionej kopolimeryzacji monomerów akrylowych (akryloamidu lub akryloamidu i kwasu akrylowego) oraz skrobi.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że otrzymana według wynalazku dyspersja CNT w wodzie (zawierająca szczepiony kopolimer akryloamidu lub akryloamidu i kwasu akrylowego na skrobi) może być wprowadzana w prosty sposób (bez użycia sonifikatora i innych specjalnych urządzeń mieszających) do wodorozcieńczalnych i wodorozpuszczalnych kompozycji powłokowych. Metoda według wynalazku pozwala na uzyskanie stabilnej w czasie dyspersji CNT w formie gotowego produktu zdatnego do bezpośredniego dozowania jako przedmieszka do kompozycji polimerowych zawierających wodę. Zastosowanie dyspersji według wynalazku ma na celu m.in. poprawę właściwości termicznych, mechanicznych lub elektrycznych powłok polimerowych.
Rozwiązanie według wynalazku przedstawione jest w przykładach wykonania, w których opisano sposób otrzymywania, skład oraz właściwości wodnych dyspersji CNT przeznaczonych do powłokowych kompozycji polimerowych.
P r z y k ł a d 1
Przykład przedstawia otrzymywanie stabilnej wodnej dyspersji nanorurek węglowych w trakcie szczepionej kopolimeryzacji akryloamidu (AM) i skrobi. Stężenie AM wynosiło 0,5 mol/dm3 dyspersji, stężenie skrobi wynosiło 0,1 mol/dm3 dyspersji, zaś zawartość CNT wynosiła 1 część wag./100 części wag. poliakryloamidu. Proces otrzymania dyspersji CNT prowadzono w atmosferze azotu w reaktorze szklanym o poj. 250 cm3 wyposażonym w mieszadło mechaniczne, termometr elektryczny i chłodnicę zwrotną. Do reaktora wprowadzono skrobię ziemniaczaną (2,28 g) oraz wodę destylowaną (60 g), całość ogrzano (intensywnie mieszając) do temp. 90°C i dalej mieszano w tej temperaturze przez 30 min. Następnie do układu wprowadzono (w ciągu 10 min) mieszaninę wielościennych nanorurek węglowych (0,053 g, CNT; średnica ~10 nm, stosunek 1/d ~160) w wodzie destylowanej (40 g), poddanej sonifikacji w czasie 10 minut w myjce ultradźwiękowej. Po wprowadzeniu zawiesiny CNT do reaktora całość ochłodzono do temperatury 25-30°C (przy przepływie azotu), po czym zaczęto wkraplać wodny roztwór akryloamidu (5,33 g AM w 40 g wody destylowanej), a następnie wodny roztwór nadsiarczanu amonu (0,053 g inicjatora w 10 g wody destylowanej, tj. 1,0 cz. wagowych inicjatora/100 cz. wagowych akryloamidu). Po tym, całość mieszano w temperaturze 46°C przez 3 godziny przy prędkości mieszania 250 obr./min. Po tym czasie wsad ochłodzono do temperatury pokojowej. Otrzymana dyspersja wykazuje stabilność co najmniej 1 roku i może być wprowadzana do farb i lakierów wodorozcieńczalnych lub wodorozpuszczalnych jako źródło nanorurek węglowych.
P r z y k ł a d 2
Przykład przedstawia otrzymywanie stabilnej wodnej dyspersji nanorurek węglowych w trakcie kopolimeryzacji szczepionej akryloamidu (AM) i skrobi. Stężenie AM wynosiło 0,7 mol/dm3 dyspersji, stężenie skrobi wynosiło 0,1 mol/dm3 dyspersji, zaś zawartość CNT wynosiła 3 części wag./100 części wag. poliakryloamidu. Proces otrzymywania dyspersji CNT przeprowadzono w sposób analogiczny tak
PL 239 144 B1 jak w przykładzie 1 z tym, że do reaktora zawierającego rozklejoną skrobię ziemniaczaną (temperatura rozklejania skrobi 82°C) wprowadzono mieszaninę jednościennych nanorurek węglowych (0,224 g, średnica ~~2 nm, stosunek 1/d ~1000) w wodzie destylowanej (40 g), (czas sonifikacji 15 min) i - po ochłodzeniu wsadu rektora do temp. 30°C - wkroplono wodny roztwór akryloamidu (7,46 g AM w 40 g wody destylowanej), oraz wodny roztwór inicjatora (0,038 g nadsiarczanu amonu w 10 g wody destylowanej, tj. 0,5 cz. wagowych inicjatora /100 cz. wagowych akryloamidu). Całość mieszano w temperaturze 42°C przez 2 godziny przy prędkości mieszania 100 obr./min. Tak otrzymana dyspersja CNT wykazuje stabilność co najmniej 1 roku i może być wprowadzana do farb i lakierów wodorozcieńczalnych lub wodorozpuszczalnych jako źródło nanorurek węglowych.
P r z y k ł a d 3
Przykład przedstawia otrzymywanie stabilnej wodnej dyspersji nanorurek węglowych w trakcie kopolimeryzacji szczepionej akryloamidu (AM) i skrobi. Stężenie AM wynosiło 0,3 mol/dm3 dyspersji, stężenie skrobi wynosiło 0,1 mol/dm3 dyspersji, zaś zawartość CNT wynosiła 9 części wag./100 części wag. poliakryloamidu. Proces otrzymywania dyspersji CNT przeprowadzono tak jak w przykładzie 1, z tym, że użyto akryloamid w ilości 0,3 mol/dm3 dyspersji (3,2 g) oraz CNT w ilości 0,288 g (średnica ~20 nm, stosunek 1/d ~100). Wydłużony został również czas sonifikacji zawiesiny CNT w wodzie do 30 minut. Skrobię ziemniaczaną rozklejano w temp. 86°C i wkroplono wodny roztwór inicjatora (0,08 g nadsiarczanu amonu w 10 g wody destylowanej, tj. 2,5 cz. wagowych inicjatora/100 cz. wagowych akryloamidu). Całość mieszano w temperaturze 40°C przez 4,5 godziny przy prędkości mieszania 500 obr./min. Tak otrzymana dyspersja CNT wykazuje stabilność co najmniej 1 roku i może być wprowadzana do farb i lakierów wodorozcieńczalnych lub wodorozpuszczalnych jako źródło nanorurek węglowych.
P r z y k ł a d 4
Przykład przedstawia otrzymywanie stabilnej wodnej dyspersji nanorurek węglowych w trakcie kopolimeryzacji szczepionej akryloamidu (AM) i skrobi. Stężenie AM w dyspersji wynosiło 0,5 mol/dm3, stężenie skrobi wynosiło 0,5 mol/dm3, zaś zawartość CNT wynosiła 3 części wag./100 części wag. poliakryloamidu. Proces otrzymywania dyspersji CNT przeprowadzono tak jak w przykładzie 1, z tym, że skrobię ziemniaczaną użyto w ilości 12,1 g, a CNT w ilości 0,16 g (średnica ~10 nm, stosunek 1/d ~160). Czas sonifikacji zawiesiny CNT w wodzie wynosił 15 minut. Po dodaniu akryloamidu (5,33 g) wkroplono wodny roztwór inicjatora (0,053 g nadsiarczanu w 10 g wody destylowanej, tj. 1,0 cz. wagowa inicjatora/100 cz. wagowych akryloamidu). Następnie całość mieszano w temperaturze 42°C przez 3 godziny przy prędkości mieszania 20 obr./min. Tak otrzymana dyspersja CNT wykazuje stabilność ok. 1 roku i może być wprowadzana do farb i lakierów wodorozcieńczalnych lub wodorozpuszczalnych jako źródło nanorurek węglowych.
P r z y k ł a d 5
Przykład przedstawia otrzymywanie stabilnej wodnej dyspersji nanorurek węglowych w trakcie kopolimeryzacji szczepionej mieszaniny akryloamidu (AM) z kwasem akrylowym (AA) oraz skrobi. Stężenie mieszaniny monomerów w dyspersji wynosiło 0,7 mol/dm3 (co odpowiada 0,05 mol AM/dm3 i 0,65 mol AA/dm3), stężenie skrobi wynosiło 0,3 mol/dm3, zaś zawartość CNT wynosiła 0,01 części wag./100 części wag. kopolimeru AM/AA. Proces otrzymywania dyspersji CNT przeprowadzono tak jak w przykładzie 1 z tym, że użyto mieszaninę akryloamidu (0,54 g) i kwasu akrylowego (6,98 g) rozpuszczoną w 40 g wody destylowanej, skrobię ziemniaczaną użyto w ilości 7,3 g, a CNT (średnica ~2 nm, stosunek 1/d ~1000) użyto w ilości 0,00075 g. Po wprowadzeniu zawiesiny CNT do reaktora całość ochłodzono i wkroplono mieszaninę monomerów akrylowych w wodzie a następnie wodny roztwór inicjatora (0,15 g nadsiarczanu amonu w 10 g wody destylowanej, tj. 2,0 cz. wagowych inicjatora/100 cz. wagowych monomerów akrylowych). Następnie całość mieszano w temperaturze 42°C przez 3,5 godziny przy prędkości mieszania 50 obr./min. Tak otrzymana dyspersja CNT wykazuje stabilność ok. 1 roku i może być wprowadzana do farb i lakierów wodorozcieńczalnych lub wodorozpuszczalnych jako źródło nanorurek węglowych.
P r z y k ł a d 6
Przykład przedstawia otrzymywanie stabilnej wodnej dyspersji nanorurek węglowych w trakcie kopolimeryzacji szczepionej mieszaniny akryloamidu (AM) z kwasem akrylowym (AA) oraz skrobi. Stężenie mieszaniny monomerów w dyspersji wynosiło 0,7 mol/dm3 (co odpowiada 0,5 mol AM/dm3 i 0,2 mol AA/dm3), stężenie skrobi wynosiło 0,1 mol/dm3, zaś zawartość CNT wynosiła 3 części wag./100 części wag. kopolimeru AM/AA. Proces otrzymywania dyspersji CNT przeprowadzono tak jak w przykładzie 5, z tym, że użyto mieszaninę akryloamidu (5,33 g) i kwasu akrylowego (2,1 g) oraz 2,28 g skrobi
PL 239 144 B1 ziemniaczanej i 0,223 g nanorurek węglowych jednościennych (średnica ~2 nm, stosunek 1/d ~1000). Wkroplono wodny roztwór inicjatora (0,074 g nadsiarczanu amonu w 10 g wody destylowanej, tj. 1,0 cz. wagowa inicjatora/100 cz. wagowych monomerów akrylowych). Zawartość reaktora mieszano w temperaturze 43°C przez 4 godziny przy prędkości mieszania 250 obr./min. Tak otrzymana dyspersja CNT wykazuje stabilność ok. 1 roku i może być wprowadzana do farb i lakierów wodorozcieńczalnych lub wodorozpuszczalnych jako źródło nanorurek węglowych.
Claims (5)
- Zastrzeżenia patentowe1. Dyspersja wodna zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu, znamienna tym, że zawiera nanorurki węglowych w ilości od 0,01 do 9 części wagowych na 100 części wagowych poliakryloamidu lub (ko)polimeru akryloamidu i kwasu akrylowego, poliakryloamid lub (ko)polimer akryloamidu i kwasu akrylowego w ilości od 0,3 do 0,7 mol/dm3, oraz skrobię w ilości od 0,1 do 0,5 mol/dm3 otrzymanej dyspersji wodnej nanorurek węglowych.
- 2. Sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu, znamienny tym, że prowadzi się proces wolnorodnikowej szczepionej kopolimeryzacji akryloamidu na rozklejonej skrobi w mieszaninie nanorurek węglowych i wody, przy czym skrobię w ilości od 2,28 do 12,1 g miesza się z wodą w ilości 60 g i ogrzewa do temperatury od 82°C do 90°C, następnie dodaje się wcześniej sonifikowaną wodną mieszaninę nanorurek węglowych w ilości od 0,00075 do 0,288 g w 40 g wody, całość ochładza się do temperatury od 25°C do 30°C, następnie wkrapla się wodny roztwór akryloamidu w ilości od 0,54 do 7,46 g w 40 g wody i wodny roztwór nadsiarczanu amonu w ilości w ilości od 0,5 części wagowych do 2,5 części wagowych na 100 części wagowych monomerów akrylowych w 10 g wody i całość miesza się, po czym ochładza się otrzymując wodną dyspersję.
- 3. Sposób wytwarzania według zastrz. 2, znamienny tym, że wkrapla się wodny roztwór akryloamidu i kwasu akrylowego, przy czym stosuje się akryloamid w stosunku molowym do kwasu akrylowego w zakresie od 0,7:0 do 0,05:0,65.
- 4. Sposób wytwarzania według zastrz. 2, znamienny tym, że proces kopolimeryzacji prowadzi się w temperaturze od 40°C do 46°C w czasie od 2 godzin do 4,5 godziny, przy obrotach mieszadła od 20 do 500 obrotów/minutę.
- 5. Sposób wytwarzania według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się nanorurki typu wielościennego lub jednościennego o średnicy od 2 do 20 nm i średnim stosunku długości do średnicy od 100 do 1000.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL431746A PL239144B1 (pl) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu i dyspersja zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL431746A PL239144B1 (pl) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu i dyspersja zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL431746A1 PL431746A1 (pl) | 2021-05-17 |
| PL239144B1 true PL239144B1 (pl) | 2021-11-08 |
Family
ID=75882858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL431746A PL239144B1 (pl) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu i dyspersja zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL239144B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4336599A4 (en) * | 2022-07-22 | 2024-12-25 | Contemporary Amperex Technology (Hong Kong) Limited | MODIFIED BINDER, BINDER COMPOSITION, MANUFACTURING METHOD, NEGATIVE ELECTRODE SLURRY, NEGATIVE ELECTRODE FOIL, SECONDARY BATTERY, BATTERY MODULE, BATTERY PACK AND ELECTRICAL DEVICE |
-
2019
- 2019-11-08 PL PL431746A patent/PL239144B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4336599A4 (en) * | 2022-07-22 | 2024-12-25 | Contemporary Amperex Technology (Hong Kong) Limited | MODIFIED BINDER, BINDER COMPOSITION, MANUFACTURING METHOD, NEGATIVE ELECTRODE SLURRY, NEGATIVE ELECTRODE FOIL, SECONDARY BATTERY, BATTERY MODULE, BATTERY PACK AND ELECTRICAL DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL431746A1 (pl) | 2021-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7553223B2 (ja) | 官能化された酸化グラフェン硬化性配合物 | |
| EP3121233B1 (en) | Aqueous dispersion of hydrophobically modified pigment particles | |
| US10011706B2 (en) | System and method for synthesis of POSS-graphene oxide derivatives as effective fillers for developing high performance composites | |
| Diaconu et al. | Macroinitiator and macromonomer modified montmorillonite for the synthesis of acrylic/MMT nanocomposite latexes | |
| CN103193991B (zh) | 苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳胶粒子表面键合聚苯胺的制备方法 | |
| Yu et al. | Novel polyacrylonitrile/Na-MMT/silica nanocomposite: Co-incorporation of two different form nano materials into polymer matrix | |
| Wen et al. | Synthesis of PVAc/SiO2 latices stabilized by silica nanoparticles | |
| PL239144B1 (pl) | Sposób wytwarzania dyspersji wodnej zawierającej nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu i dyspersja zawierająca nanorurki węglowe i kopolimery akryloamidu | |
| KR20150118538A (ko) | 클로로에틸렌계 나노복합체 조성물 및 그 제조방법 | |
| CN103665379B (zh) | 纳米碳酸盐成核合成聚苯硫醚的方法 | |
| WO2012138365A1 (en) | Amine-accelerated process for the surface treatment of colloidal silica and products thereof | |
| JP6571195B2 (ja) | 水溶性ジブロックコポリマー | |
| BR112016006634B1 (pt) | Composição de revestimento com repelência de mancha líquida melhorada | |
| JP6874154B2 (ja) | 塩化ビニル系樹脂ラテックス組成物およびその製造方法 | |
| CN110105485A (zh) | 一种石墨烯改性含氟自交联苯丙乳液、防腐涂料及制备方法 | |
| CN100412177C (zh) | 一种掺质二氧化钛电流变液及其制备方法 | |
| KR101730220B1 (ko) | 클로로에틸렌계 나노복합체 조성물 및 그 제조방법 | |
| CN120098328B (zh) | 一种硬脂酸钙乳液及其制备方法和应用 | |
| Kumari et al. | Synthesis and characterization of alkali modified styrene-maleic anhydride copolymer (SMA) for dispersion of carbon black | |
| You et al. | Efficient dispersion of high-content SiO2 particles across a broad pH range with anionic block copolymer in aqueous solution: An experiment and mechanism study | |
| JP5941318B2 (ja) | 硬化剤及び／又は硬化促進剤内包カプセル、及び、熱硬化性樹脂組成物 | |
| PL239143B1 (pl) | Wodorozcieńczalna farba termochronna do podłoży stalowych i sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej farby termochronnej do podłoży stalowych | |
| CN110343435A (zh) | 一种石墨烯水性导电涂料及其制备方法 | |
| Xie et al. | Behavior of adipic dihydrazide and silica in the preparation of acrylate redispersible polymer powders | |
| KR101772343B1 (ko) | 염화비닐계 나노복합체의 제조방법 |