RU2653022C2 - Способ получения магнитной жидкости - Google Patents

Способ получения магнитной жидкости Download PDF

Info

Publication number
RU2653022C2
RU2653022C2 RU2016140993A RU2016140993A RU2653022C2 RU 2653022 C2 RU2653022 C2 RU 2653022C2 RU 2016140993 A RU2016140993 A RU 2016140993A RU 2016140993 A RU2016140993 A RU 2016140993A RU 2653022 C2 RU2653022 C2 RU 2653022C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetite
magnetite particles
particles
stabilized
polymethylsiloxane
Prior art date
Application number
RU2016140993A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016140993A (ru
Inventor
Игорь Михайлович Арефьев
Татьяна Альбертовна Арефьева
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ)
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ)
Priority to RU2016140993A priority Critical patent/RU2653022C2/ru
Publication of RU2016140993A publication Critical patent/RU2016140993A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2653022C2 publication Critical patent/RU2653022C2/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/28Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder dispersed or suspended in a bonding agent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/44Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
    • H01F1/442Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a metal or alloy, e.g. Fe

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области коллоидной химии и может быть использовано для получения магнитных жидкостей на полиметилсилоксановой основе, применяемых в магнитожидкостных герметизирующих устройствах. Способ получения магнитной жидкости включает получение высокодисперсных частиц магнетита методом химического соосаждения, стабилизацию высокодисперсных частиц магнетита при нагревании до температуры 50°C и перемешивании, промывку стабилизированных частиц магнетита ацетоном, после чего осуществляют сушку и диспергирование стабилизированных частиц магнетита. Стабилизацию частиц магнетита осуществляют циклопентануксусной кислотой, а диспергирование стабилизированных частиц магнетита осуществляют в полиметилсилоксановой жидкости. Перед стабилизацией полученный магнетит промывают дистиллированной водой до рН=7. Сушку и диспергирование стабилизированных частиц магнетита в полиметилсилоксановой жидкости осуществляют в процессе пептизации при температуре 80°C в течение 24 часов под вакуумом. В качестве полиметилсилоксановой жидкости используют полиметилсилоксановую жидкость ПМС-100. Технический результат - получение магнитной жидкости с высокой агрегативной устойчивостью, устойчивостью в магнитном поле 1,5 Тл длительный промежуток времени, с диапазоном рабочих температур от -50°С до +200°С и намагниченностью насыщения 20÷60 кА/м. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к области коллоидной химии и может быть использовано для получения магнитных жидкостей на полиметилсилоксановой основе, применяемых в магнитожидкостных герметизирующих устройствах. Магнитные жидкости, применяемые в магнитожидкостных герметизирующих устройствах, должны быть устойчивыми в магнитных полях до 1,5 Тл длительный промежуток времени, иметь широкий диапазон рабочих температур и намагниченность насыщения 20÷60 кА/м.
Известен способ получения магнитной жидкости (Патент на изобретение РФ №2339106 С2, МПК H01F 1/44, бюл. №32, 2008 г.), включающий образование суспензии магнетита путем соосаждения из растворов металлов, покрытие поверхности частиц магнетита адсорбированным слоем стабилизирующего вещества, подогрев суспензии магнитных частиц с адсорбированным на них слоем стабилизирующего вещества, разделение на фракции с извлечением магнитной жидкости. При этом соосаждение из растворов металлов проводят путем парциального окисления солей железа (II) солями меди (II), взятых в соотношении 1:0,6, в качестве стабилизирующего вещества используют смесь олеиновой кислоты и олеата натрия, взятых в соотношении 4:1, и вводят жидкость-носитель после подогрева суспензии магнитных частиц с адсорбированным на них слоем стабилизирующего вещества.
Известен способ получения магнитной жидкости (Патент на изобретение РФ №2391729 С1, МПК H01F 1/44, C01G 49/08, C09G 1/04, бюл. №16, 2010 г.), включающий образование суспензии наночастиц магнетита, покрытие поверхности наночастиц магнетита адсорбированным слоем олеиновой кислоты в качестве стабилизирующего вещества, подогрев суспензии наночастиц магнетита с адсорбированным на них слоем стабилизирующего вещества, отделение от суспензии фракции, содержащей стабилизированные магнитные частицы в керосине в качестве жидкости-носителя. При этом в качестве источника двух- и трехвалентного железа для получения суспензии наночастиц магнетита используют природный магнетит - отход Оленегорского горнообогатительного комбината, предварительно растворенный в соляной кислоте и переосажденный 28%-ным гидроксидом аммония.
Известен способ получения магнитной жидкости (Патент на изобретение РФ №2363064 С1, МПК H01F 1/36, B22F 9/14, бюл. №21, 2009 г.), включающий получение магнитной фазы магнитной жидкости электрохимическим растворением электродов из стали Ст 3, расстояние между которыми составляет 5-15 мм, в электропроводящем растворе поваренной соли с концентрацией NaCl 50-100 г/м3 при напряжении 24-36 В и плотности тока 15,6 А/мм2. При этом поверхность частиц магнетита покрывают в водной среде адсорбированным слоем стабилизирующего вещества и подогревают полученную суспензию. Частицы магнетита отделяют от водной фазы и смешивают с неводной жидкостью-носителем.
Недостатками указанных способов получения магнитной жидкости являются трудоемкость и длительность процесса синтеза магнетита с получением дорогостоящего продукта. По описанным способам удается получить магнитные жидкости только на основе неполярного углеводорода - керосина. Если в качестве жидкости-носителя использовать полиметилсилоксановую жидкость, то магнитные жидкости, полученные по описанным способам, теряют стабильность. Недостаток определяется еще и тем, что описанные способы не обеспечивают достаточную намагниченность насыщения магнитных жидкостей, необходимую для их использования в магнитожидкостных герметизирующих устройствах.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения магнитной жидкости (Патент на изобретение РФ №2394295 С2, МПК Н01F 1/28, Н01F 1/44, бюл. №19, 2010 г.), принятый за прототип, включающий получение высокодисперсных частиц магнетита методом химического соосаждения, стабилизацию полученных частиц магнетита, последующее диспергирование стабилизированных частиц магнетита в низкомолекулярном спирте С13 или ацетоне. Стабилизацию частиц магнетита осуществляют добавлением дикарбоновой кислоты к частицам магнетита, постепенным нагревом полученной суспензии до температуры 40-90°С при перемешивании для взаимодействия частиц магнетита с дикарбоновой кислотой, с промывкой суспензии последовательно водой и ацетоном, сушкой суспензии и добавлением спирта к полученному осадку, после чего осуществляют диспергирование стабилизированных частиц магнетита. В качестве дикарбоновой кислоты используют терефталевую или адипиновую, или другие высокомолекулярные дикарбоновые кислоты с числом углеродных атомов С612, а для стабилизации частиц магнетита используют спирты с числом углеродных атомов С612. Получают стабильные магнитные жидкости на спиртах С13 или ацетоне.
Недостаток описанного способа состоит в том, что магнитные жидкости на основе ацетона или спирта нельзя применять в магнитожидкостных герметизирующих устройствах, где во многих случаях требуется длительный ресурс эксплуатации, широкий температурный диапазон и вакуумные свойства применяемых магнитных жидкостей.
Технический результат предлагаемого способа заключается в получении магнитной жидкости на полиметилсилоксановой основе с высокой агрегативной устойчивостью, устойчивостью в магнитном поле 1,5 Тл длительный промежуток времени, с диапазоном рабочих температур от -50°С до +200°С (в кратковременном режиме до +300°С) и намагниченностью насыщения 20÷60 кА/м.
Технический результат достигается тем, что в способе получения магнитной жидкости, включающем получение высокодисперсных частиц магнетита методом химического соосаждения, стабилизацию частиц магнетита осуществляют добавлением дикарбоновой кислоты к частицам магнетита, постепенным нагревом полученной суспензии до температуры 40-90°С при перемешивании для взаимодействия частиц магнетита с дикарбоновой кислотой, с промывкой суспензии последовательно водой и ацетоном, сушкой суспензии и добавлением спирта к полученному осадку, после чего осуществляют диспергирование стабилизированных частиц магнетита, при этом в качестве дикарбоновой кислоты используют терефталевую или адипиновую, или другие высокомолекулярные дикарбоновые кислоты с числом углеродных атомов С612, стабилизацию частиц магнетита осуществляют циклопентануксусной кислотой, диспергирование стабилизированных частиц магнетита осуществляют в полиметилсилоксановой жидкости. Перед стабилизацией полученный магнетит промывают дистиллированной водой до рН=7. Промывку стабилизированных частиц магнетита проводят ацетоном. Полиметилсилоксановую жидкость добавляют в ацетоновую суспензию стабилизированных частиц магнетита. Сушку стабилизированных частиц магнетита и диспергирование стабилизированных частиц магнетита в полиметилсилоксановой жидкости осуществляют в процессе пептизации при температуре 80°С в течение 24 часов под вакуумом. В качестве полиметилсилоксановой жидкости используют полиметилсилоксановую жидкость ПМС-100.
Способ осуществляют следующим образом.
Готовят водные растворы солей двух- и трехвалентного железа и водный раствор аммиака. Водные растворы солей двух- и трехвалентного железа смешивают. Высокодисперсные частицы магнетита, полученные осаждением из раствора солей двух- и трехвалентного железа водным раствором аммиака, отделяют от маточного раствора декантацией и многократно промывают дистиллированной водой до рН=7. К водной суспензии высокодисперсных частиц магнетита добавляют стабилизатор. Суспензию нагревают до температуры 50°С при перемешивании. Водную суспензию стабилизированных частиц магнетита промывают ацетоном, при этом водно-ацетоновую смесь отделяют от стабилизированных частиц магнетита декантацией. К ацетоновой суспензии стабилизированных частиц магнетита добавляют жидкость-носитель - полиметилсилоксановую жидкость. Смесь тщательно перемешивают и пептизируют при температуре 80°С в течение 24-х часов под вакуумом. При этом происходит удаление из массы ацетона и диспергирование высокодисперсных стабилизированных частиц магнетита в жидкости-носителе. Предлагаемый способ позволяет получить магнитную жидкость со свойствами, приведенными в таблице 1.
Пример
256 г FeCl3⋅6H2O растворяют в 0,5 литрах дистиллированной воды, 133 г FeSO4⋅7H2O растворяют в 0,5 литрах дистиллированной воды. Растворы солей смешивают. Готовят 6%-ный водный раствор аммиака в количестве один литр. К смеси солей железа приливают 6%-ный водный раствор аммиака до рН 11. При этом выпадает осадок высокодисперсных частиц магнетита. Осадок отделяют от маточного раствора декантацией и многократно промывают дистиллированной водой до рН=7.
К водной суспензии высокодисперсных частиц магнетита добавляют 10 г циклопентануксусной кислоты. Суспензию нагревают до температуры 50°С при перемешивании в течение 10 минут, при этом происходит стабилизация высокодисперсных частиц магнетита. Водную суспензию стабилизированных частиц магнетита охлаждают до комнатной температуры. К водной суспензии стабилизированных частиц магнетита добавляют 100 см3 ацетона и перемешивают. Водно-ацетоновую смесь отделяют от стабилизированных частиц магнетита декантацией. Промывку ацетоном проводят три раза. К ацетоновой суспензии стабилизированных частиц магнетита добавляют 70 г полиметилсилоксановой жидкости ПМС-100. Смесь тщательно перемешивают и пептизируют при температуре 80°С в течение 24-х часов под вакуумом.
Figure 00000001

Claims (4)

1. Способ получения магнитной жидкости, включающий получение высокодисперсных частиц магнетита методом химического соосаждения, стабилизацию высокодисперсных частиц магнетита при нагревании до температуры 50°C и перемешивании, промывку стабилизированных частиц магнетита ацетоном, после чего осуществляют сушку и диспергирование стабилизированных частиц магнетита, отличающийся тем, что стабилизацию частиц магнетита осуществляют циклопентануксусной кислотой, а диспергирование стабилизированных частиц магнетита осуществляют в полиметилсилоксановой жидкости.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед стабилизацией полученный магнетит промывают дистиллированной водой до рН=7.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку и диспергирование стабилизированных частиц магнетита в полиметилсилоксановой жидкости осуществляют в процессе пептизации при температуре 80°C в течение 24 часов под вакуумом.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полиметилсилоксановой жидкости используют полиметилсилоксановую жидкость ПМС-100.
RU2016140993A 2016-10-18 2016-10-18 Способ получения магнитной жидкости RU2653022C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140993A RU2653022C2 (ru) 2016-10-18 2016-10-18 Способ получения магнитной жидкости

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140993A RU2653022C2 (ru) 2016-10-18 2016-10-18 Способ получения магнитной жидкости

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016140993A RU2016140993A (ru) 2018-04-19
RU2653022C2 true RU2653022C2 (ru) 2018-05-04

Family

ID=61974538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016140993A RU2653022C2 (ru) 2016-10-18 2016-10-18 Способ получения магнитной жидкости

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653022C2 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1074825A1 (ru) * 1981-12-14 1984-02-23 Ивановский сельскохозяйственный институт Способ получени магнитной жидкости
SU1090662A1 (ru) * 1982-06-11 1984-05-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа "Внипигазпереработка" Способ получени магнитной жидкости на кремнийорганической основе
RU2023318C1 (ru) * 1991-12-27 1994-11-15 Редкинский опытный завод Способ получения магнитной жидкости на кремнийорганической основе
RU2335818C2 (ru) * 2006-10-02 2008-10-10 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет Способ получения магнитной жидкости на полиэтилсилоксановой основе
RU2394295C2 (ru) * 2008-06-24 2010-07-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" Способ получения магнитной жидкости
RU2517704C1 (ru) * 2012-12-06 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Способ получения ферромагнитной жидкости на полиэтилсилоксановой основе

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1074825A1 (ru) * 1981-12-14 1984-02-23 Ивановский сельскохозяйственный институт Способ получени магнитной жидкости
SU1090662A1 (ru) * 1982-06-11 1984-05-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа "Внипигазпереработка" Способ получени магнитной жидкости на кремнийорганической основе
RU2023318C1 (ru) * 1991-12-27 1994-11-15 Редкинский опытный завод Способ получения магнитной жидкости на кремнийорганической основе
RU2335818C2 (ru) * 2006-10-02 2008-10-10 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет Способ получения магнитной жидкости на полиэтилсилоксановой основе
RU2394295C2 (ru) * 2008-06-24 2010-07-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" Способ получения магнитной жидкости
RU2517704C1 (ru) * 2012-12-06 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Способ получения ферромагнитной жидкости на полиэтилсилоксановой основе

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016140993A (ru) 2018-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Starowicz et al. Electrochemical synthesis of magnetic iron oxide nanoparticles with controlled size
Muradova et al. Influence of temperature and synthesis time on shape and size distribution of Fe3O4 nanoparticles obtained by ageing method
Li et al. Surface engineering superparamagnetic nanoparticles for aqueous applications: design and characterization of tailored organic bilayers
US20130030206A1 (en) Recyclable superparamagnetic nanoparticles and method for producing the same
Wulandari et al. Characteristics and magnetic properties of chitosan-coated Fe3O4 nanoparticles prepared by ex-situ co-precipitation method
Răcuciu et al. Synthesis and rheological properties of an aqueous ferrofluid
JP2008110889A (ja) 酸化鉄粒子の製造方法
RU2653022C2 (ru) Способ получения магнитной жидкости
JP2017201672A (ja) 磁性粉末の製造方法
Tyurikova et al. Synthesis of water-based Fe 3 O 4 magnetic nanoparticles, stabilized by oleic acid and mannitol
RU2384909C1 (ru) Способ получения магнитной жидкости
Nurdin The effect of temperature on synthesis and stability of superparamagnetic maghemite nanoparticles suspension
Waller et al. Treatment of oil-in-saltwater emulsions by in-situ production of magnetic FeOx nanoparticles
Nedelcu et al. Structural characterization of copolymer embedded magnetic nanoparticles
JP4621911B2 (ja) マグネタイト微粒子の製造方法
RU2332356C1 (ru) Способ получения магнитной жидкости
CN109110823B (zh) 一种磁场水热法合成CoFe2O4纳米粒子的方法
RU2441294C1 (ru) Способ получения магнитной жидкости
RU2462420C1 (ru) Способ получения магнитной жидкости
RU2618069C1 (ru) Способ получения магнитной жидкости
Setyawan et al. A facile method to prepare high‐purity magnetite nanoparticles by electrooxidation of iron in water using a pulsed direct current
Zhang et al. Preparation of water-soluble magnetic nanoparticles with controllable silica coating
RU2570821C1 (ru) Способ получения магнитной жидкости на основе воды
RU2307856C1 (ru) Способ получения магнитной жидкости
Joseph Singh et al. Optimization of the Precipitated Magnetite, Stoichiometry and Composites for Enhanced Stabilization

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191019