RU2469056C1 - Способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния - Google Patents
Способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469056C1 RU2469056C1 RU2011124640/05A RU2011124640A RU2469056C1 RU 2469056 C1 RU2469056 C1 RU 2469056C1 RU 2011124640/05 A RU2011124640/05 A RU 2011124640/05A RU 2011124640 A RU2011124640 A RU 2011124640A RU 2469056 C1 RU2469056 C1 RU 2469056C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polytetrafluoroethylene
- ptfe
- silicon dioxide
- composite material
- sif
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к экономически выгодному способу синтеза продукта на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния, используемого как в качестве самостоятельного антифрикционного материала, так и в качестве антифрикционной добавки. Продукт получают путем смешения отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ) с гексафторсиликатом аммония в газовой фазе. Газовую фазу конденсируют. Полученный сублимат обрабатывают раствором аммиака. Эмульсию отделяют от раствора и сушат. Изобретение позволяет достигнуть наивысшей степени гомогенности композиционного материала. 1 табл., 7 пр.
Description
Изобретение относится к области переработки отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ) и получения полимерных композитов модифицированных диоксидом кремния SiO2. В свою очередь этот порошок может быть использован в качестве антифрикционной добавки самостоятельно или добавки в порошок ПТФЭ промышленного продукта с целью улучшения его прочностных свойств.
Известны композиционные материалы триботехнического назначения, предназначенные для эксплуатации в узлах трения машин и оборудования, на основе ПТФЭ и различных наполнителей. Традиционными наполнителями ПТФЭ, используемыми с целью повышения их износостойкости, сохранения коэффициента трения на уровне исходного полимера, являются вещества, обладающие в силу своих структурных особенностей и химических свойств смазочной способностью: дисульфид молибдена, нитриды бора, кремния, графит, кокс [Истомин Н.П., Семенов А.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторопластов. - М.: Наука, 1987. - 147 с.].
Основным недостатком получения основной массы композиционных материалов является то, что необходимо использовать сложные и нетехнологичные устройства для подготовки наполнителей композитов и немаловажным является использование в качестве наполнителя ультрадисперсных и наноразмерные неорганических соединений, их синтез сложен. Эти требования необходимо соблюдать для устранения агломерации частиц наполнителя при механическом перемешивании компонентов композита.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения композита на основе политетрафторэтилена и ультрадисперсных керамик, состоящих из нитрида кремния и оксидов бора, алюминия, кремния в сочетании с органическим модификатором - флуорексом 1510 [Патент РФ 2099365, Опубликован: 20.12.1997 г.].
Недостаток способа заключается в том, что в качестве композита используется ультрадисперсные наполнители, которые сложно синтезируемы, также для вводимого наполнителя необходимо использовать органический модификатор флуорекс 1510. Для создания гомогенной смеси используют механическое перемешивание, что не обеспечивает полную гомогенность композита.
Анализ физико-химических свойств ПТФЭ и соединений кремния показал, что только одно соединение кремния - гескафторосиликат аммония (NH4)2SiF6, так же как и ПТФЭ испаряется при температуре выше 300°C и количественно конденсируется при охлаждении.
Таким образом, возможно, получить материал, состоящий из конденсата с молекулярным смешением ПТФЭ и (NH4)2SiF6. Важным свойством гексафторосиликата аммония является возможность его взаимодействия с аммиаком и аммиачной водой по реакции:
Обработка молекулярной смеси конденсированных ПТФЭ и (NH4)2SiF6 аммиачной водой позволит получить молекулярную смесь ПТФЭ и SiO2. Фторид аммония легко удаляется растворением.
Технической задачей изобретения является создание способа получения гомогенного композита на основе ПТФЭ и SiO2.
Достижение положительного эффекта обеспечивается путем смешения компонентов композита в газовой фазе.
Поставленная задача решается тем, что отходы ПТФЭ смешивают в соотношении (99…2,3):1 по массе с гексафторосиликатом аммония (NH4)2SiF6 и выдерживают при температуре 560-590°C, газовую фазу конденсируют в емкости при температуре 10…90°C, полученный сублимат обрабатывают 5 мас.% раствором аммиака, полученную эмульсию отделяют от раствора и сушат при температуре 100…170°C, получают дисперсный порошкообразный материал, состоящий из ПТФЭ и SiO2.
Пример №1. Внутрь перегонной реторты помещают навеску отходов ПТФЭ и (NH4)2SiF6 в соотношении 2,3:1 соответственно. Реторта соединена с емкостью, в которой скапливаются газы. Внутрь емкости наливается 5 мас.% раствор аммиака и организовано интенсивное перемешивание. Емкость герметизируется крышкой. Реторту нагреваем от комнатной температуры до 575°C. Время эксперимента - 4 часа. При нагреве смеси происходит образование газообразных продуктов разложения ПТФЭ и возгона (NH4)2SiF6.
Газовую фазу собирают, конденсируют в емкости при температуре 60°C и обрабатывают 5 мас.% раствором аммиака, полученную эмульсию отделяют от раствора и сушат при 140°C.
Пример №2-7. Отличаются от примера 1 тем, что изменяется соотношение навесок отходов ПТФЭ и (NH4)2SiF6 (см. таблицу).
Выход продукта в твердую фазу напрямую зависит от соотношения отходов ПТФЭ: (NH4)2SiF6.
Увеличение количественного соотношения отходов ПТФЭ и (NH4)2SiF6 выше 2,3:1, соответственно, не повышает выход композита в значительной мере, такое соотношение является оптимальным, при этом обеспечивается наибольший выход композита и минимальные потери в виде газов.
Полученные по представленному способу композиты обладают высокой степенью гомогенности, что невозможно достигнуть механическими способами.
Таблица | |||
Способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния | |||
Пример | Соотношение ПТФЭ:(NH4)2SiF6 | Выход композита с учетом вводимого (NH4)2SiF6, мас.%* | Переход (NH4)2SiF6 в SiO2 после обработки аммиачной водой и сушки, мас.%** |
1 | 99:1 | 11,3 | <1 |
2 | 32,3:1 | 15,4 | <1 |
3 | 19:1 | 18,0 | <1 |
4 | 9:1 | 22,5 | 2,3 |
5 | 5,7:1 | 31,2 | 7 |
6 | 4:1 | 34,7 | 12 |
7 | 2,3:1 | 48,5 | 19 |
* Массовый процент выхода порошкообразного материала, состоящий из ПТФЭ и SiO2, просушенный при 140°C, рассчитывался следующим образом: полученный порошок взвешивался и соотносился к исходной навеске в процентах. | |||
** Для шихты состава 30 мас.% (NH4)2SiF6 и 70 мас.% ПТФЭ в водный раствор теоретически переходит 19,9 мас.% добавки в виде NH4F, 10,1 мас.% образуется в виде SiO2 по реакции (1). Соответственно при выходе порошка в твердую фазу 48,5 мас.% SiO2 в этом порошке должно быть около 20 мас.%, что подтверждают дериватографические исследования образцов композитов. |
Claims (1)
- Способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния, включающий процесс смешения компонентов композита, отличающийся тем, что отходы ПТФЭ смешивают в соотношении (99-2,3):1 по массе с гексафторосиликатом аммония (NH4)2SiF6 и выдерживают при температуре 560-590°C, газовую фазу конденсируют в емкости при температуре 10-90°C, полученный сублимат обрабатывают 5 мас.% раствором аммиака, полученную эмульсию отделяют от раствора и сушат при температуре 100-170°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124640/05A RU2469056C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124640/05A RU2469056C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2469056C1 true RU2469056C1 (ru) | 2012-12-10 |
Family
ID=49255719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011124640/05A RU2469056C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2469056C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647736C2 (ru) * | 2016-05-30 | 2018-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО ТГТУ | Двухстадийный способ получения массивных блочных изделий на основе политетрафторэтилена и молекулярных композитов из ультрадисперсного политетрафторэтилена и наночастиц кремния и титана |
RU2792599C1 (ru) * | 2022-07-19 | 2023-03-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Полимерный композиционный материал конструкционного и триботехнического назначения на основе политетрафторэтилена и модифицированного диоксида кремния |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3832411A (en) * | 1971-02-02 | 1974-08-27 | Liquid Nitrogen Processing | Method for the depolymerization of polytetrafluoroethylene |
RU1775419C (ru) * | 1990-09-10 | 1992-11-15 | Институт Химии Дальневосточного Отделения Ан Ссср | Способ переработки политетрафторэтилена |
RU1818328C (ru) * | 1991-01-31 | 1993-05-30 | А.А.Уминский, А.К.Цветников, С.А.Р бов, В.С.Первое и В.Д.Вуцкий | Способ получени мелкодисперсного порошка политетрафторэтилена |
US5432259A (en) * | 1993-10-06 | 1995-07-11 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the preparation of fluorinated monomers |
WO2005042629A1 (en) * | 2003-11-03 | 2005-05-12 | Valeriy Vasylyovych Anisimov | A method of polytetrafluoroethylene processing and apparatus therefor |
RU2387632C2 (ru) * | 2008-07-14 | 2010-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод полимеров Кирово-Чепецкого химического комбината" (ООО "Завод полимеров КЧХК") | Способ переработки отходов политетрафторэтилена |
-
2011
- 2011-06-16 RU RU2011124640/05A patent/RU2469056C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3832411A (en) * | 1971-02-02 | 1974-08-27 | Liquid Nitrogen Processing | Method for the depolymerization of polytetrafluoroethylene |
RU1775419C (ru) * | 1990-09-10 | 1992-11-15 | Институт Химии Дальневосточного Отделения Ан Ссср | Способ переработки политетрафторэтилена |
RU1818328C (ru) * | 1991-01-31 | 1993-05-30 | А.А.Уминский, А.К.Цветников, С.А.Р бов, В.С.Первое и В.Д.Вуцкий | Способ получени мелкодисперсного порошка политетрафторэтилена |
US5432259A (en) * | 1993-10-06 | 1995-07-11 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the preparation of fluorinated monomers |
RU2127719C1 (ru) * | 1993-10-06 | 1999-03-20 | Дюнеон ГмбХ | Способ получения фторированных мономеров |
WO2005042629A1 (en) * | 2003-11-03 | 2005-05-12 | Valeriy Vasylyovych Anisimov | A method of polytetrafluoroethylene processing and apparatus therefor |
RU2387632C2 (ru) * | 2008-07-14 | 2010-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод полимеров Кирово-Чепецкого химического комбината" (ООО "Завод полимеров КЧХК") | Способ переработки отходов политетрафторэтилена |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647736C2 (ru) * | 2016-05-30 | 2018-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО ТГТУ | Двухстадийный способ получения массивных блочных изделий на основе политетрафторэтилена и молекулярных композитов из ультрадисперсного политетрафторэтилена и наночастиц кремния и титана |
RU2792599C1 (ru) * | 2022-07-19 | 2023-03-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Полимерный композиционный материал конструкционного и триботехнического назначения на основе политетрафторэтилена и модифицированного диоксида кремния |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lian et al. | Processing of lignin in urea–zinc chloride deep-eutectic solvent and its use as a filler in a phenol-formaldehyde resin | |
White et al. | Naturally inspired nitrogen doped porous carbon | |
Sibiya et al. | EFFECT OF PRECURSOR CONCENTRATION AND pH ON THE SHAPE AND SIZE OF STARCH CAPPED SILVER SELENIDE (Ag 2 Se) NANOPARTICLES. | |
Yang et al. | Properties and structural characterization of oxidized starch/PVA/α‐zirconium phosphate composites | |
Blair et al. | The scalability in the mechanochemical syntheses of edge functionalized graphene materials and biomass-derived chemicals | |
CN107601443A (zh) | 一种超薄硒化钨纳米片的制备方法 | |
Cheng et al. | TG–MS–FTIR (evolved gas analysis) of kaolinite–urea intercalation complex | |
Derun et al. | Characterization and thermal dehydration kinetics of admontite mineral hydrothermally synthesized from magnesium oxide and boric acid precursor | |
RU2469056C1 (ru) | Способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния | |
Gibson et al. | Preparation of carbon nitride materials by polycondensation of the single-source precursor aminodichlorotriazine (ADCT) | |
Das et al. | Synthesis of boron nitride from boron containing poly (vinyl alcohol) as ceramic precursor | |
Hoffendahl et al. | Decomposition mechanism of melamine borate in pyrolytic and thermo-oxidative conditions | |
Tkachenko et al. | Physico-chemical properties of biogenic SiO2 nanoparticles obtained from agriculture residue | |
Carniato et al. | A versatile route to bifunctionalized silsesquioxane (POSS): synthesis and characterisation of Ti-containing aminopropylisobutyl-POSS | |
Tragl et al. | Template assisted formation of micro-and nanotubular carbon nitride materials | |
Zhu et al. | Facile synthesis of Si3N4 nanocrystals via an organic–inorganic reaction route | |
Yuan et al. | Synthesis of nylon 1 in supercritical carbon dioxide and its crystallization behavior effect on nylon 11 | |
RU2437901C1 (ru) | Способ переработки отходов политетрафторэтилена | |
CN113415789B (zh) | 一种Mo2N纳米材料的制备方法 | |
Olontsev et al. | Pyrolysis of coconut shells for the manufacture of carbon sorbents | |
Hybiak et al. | Silver nanoparticles in isotactic polypropylene (iPP). Part I. Silver nanoparticles as metallic nucleating agents for b-iPP polymorph | |
Neumann et al. | Highly structured, biomorphous β-SiC with high specific surface area from Equisetaceae | |
JP2009149469A (ja) | 六方晶窒化ホウ素の製造方法 | |
BR102016002221B1 (pt) | Processo para produção de fertilizante organo-mineral a partir da carbonização hidrotérmica da vinhaça e do bagaço de cana e produto obtido | |
RU2537595C2 (ru) | Полимерная композиция для получения карбидов ниобия, тантала и их твердых растворов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130617 |