RU2669823C1 - Способ получения нанокомпозитного материала - Google Patents
Способ получения нанокомпозитного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669823C1 RU2669823C1 RU2017138839A RU2017138839A RU2669823C1 RU 2669823 C1 RU2669823 C1 RU 2669823C1 RU 2017138839 A RU2017138839 A RU 2017138839A RU 2017138839 A RU2017138839 A RU 2017138839A RU 2669823 C1 RU2669823 C1 RU 2669823C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- nanoparticles
- abs plastic
- nanocomposite
- ball mill
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical group CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L55/00—Compositions of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08L23/00 - C08L53/00
- C08L55/02—ABS [Acrylonitrile-Butadiene-Styrene] polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии формирования нанокомпозитных материалов с заданными свойствами, которая может быть использована как элемент технологического процесса в 3D-печати методом послойного наплавления. Получение нанокомпозитного материала включает подготовку смеси АБС-пластика и наночастиц, а затем ее экструзию. Процесс подготовки включает последовательное измельчение АБС-пластика в шаровой мельнице, введение в полученную сухую смесь наночастиц и перемешивание до получения однородной смеси. Экструдирование полученной смеси выполняют в одношнековом экструдере при температуре 230-260°C. Модифицированный материал подают в 3D-принтер, где происходит печать. Применение для измельчения АБС-пластика шаровой мельницы и выполнения экструзии при повышенной температуре приводит к значительному уменьшению слипания наночастиц и соответственно обеспечивает более однородный состав нанокомпозита.
Description
Изобретение относится к способам получения материалов и может быть использовано в технологиях формирования нанокомпозитных материалов с заданными свойствами как элемент технологического процесса, способствующий улучшению потребительских свойств создаваемых на его основе материалов.
Из уровня техники известен способ получения нанокомпозитного материала (RU 2256601 C1, МПК В82В 3/00, C08L 33/26, C08L 5/08, C08F 2/44, опубл. 20.07.2005), характеризующийся тем, что он включает дезинтегрированные до наноразмеров фибриллы наполнителя - β-хитина с поперечным размером 4 нм и расстоянием между фибриллами в пределах 7-9 - 20-22 нм и водорастворимую полимерную матрицу в межфибриллярном пространстве, при этом степень наполнения композита составляет 0,05-25 мас. %, а содержание ацетамидных групп хитина составляет не менее 85 мас. % от исходных.
Недостатком известного способа является то, что он обеспечивает получение нанокомпозита только в виде пленки, а также характеризуется большим интервалом в размерах наполнителя.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбранным в качестве прототипа признан способ производства пластикового провода для 3D-печати (CN 103788565 А, МПК C08L 55/02, В29В 9/06, В29С 47/92, C08K 3/04, C08K 5/10, В29С 47/12, опубл. 30 июл 2003). Способ включает в себя последовательное смешение следующих компонентов: 100 частей АБС-пластика, 35~55 частей нано графита и экструзию получившегося готового продукта через одношнековый экструдер.
К недостаткам известного способа следует отнести то, что процесс перемешивания продукта осуществляется в расплаве, что приводит к образованию агломератов наночастиц материала. Также недостатком способа является снижение пластичности АБС-пластика при избытке нанографита, что представляет сложность для печати на 3D-принтере.
Технической задачей заявленного изобретения является разработка способа производства нанокомпозитного материала с улучшенными свойствами и возможностью его использования в 3D-печати методом послойного наплавления.
Указанная задача решена за счет того, что способ получения нанокомпозитного материала для 3D-печати включает в себя подготовку смеси АБС-пластика и наночастиц, а затем ее экструзию. Процесс подготовки включает в себя последовательное измельчение АБС-пластика в шаровой мельнице, введение в полученную сухую смесь наночастиц и перемешивание до получения однородной смеси. Затем выполняют экструдирование полученной смеси в одношнековом экструдере при температуре 230-260°С. Модифицированный материал подают в 3D-принтер, где происходит печать.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью конструктивных признаков способа, является улучшение свойств нанокомпозитного материала за счет применения для измельчения АБС-пластика с помощью шаровой мельницы и выполнения экструзии при повышенной температуре, что приводит к значительному уменьшению слипания наночастиц и, соотвественно, обеспечивает более однородный состав нанокомпозита.
Способ осуществляют следующим образом.
Предварительно в шаровую мельницу загружают АБС-пластик, а затем производят его измельчение до порошкообразного однородного состояния. Затем добавляют в полученную сухую смесь наночастицы и производят перемешивание. Далее полученную смесь экструдируют в одношнековом экструдере при температуре 230-260°, после чего модифицированный пластик АБС-пластик подают в 3D-принтер для печати.
Claims (1)
- Способ получения нанокомпозитного материала для 3D-печати, включающий подготовку смеси АБС-пластика и наночастиц, а затем ее экструзию, отличающийся тем, что процесс подготовки включает в себя последовательное измельчение АБС-пластика в шаровой мельнице, введение в полученную сухую смесь наночастиц и перемешивание до получения однородной смеси, а процесс экструдирования полученной смеси выполняют в одношнековом экструдере при температуре от 230 до 260°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138839A RU2669823C1 (ru) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | Способ получения нанокомпозитного материала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138839A RU2669823C1 (ru) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | Способ получения нанокомпозитного материала |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669823C1 true RU2669823C1 (ru) | 2018-10-16 |
Family
ID=63862562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138839A RU2669823C1 (ru) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | Способ получения нанокомпозитного материала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669823C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110039089A1 (en) * | 2005-04-27 | 2011-02-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Polymer-based cellular structure comprising carbon nanotubes, method for its production and uses thereof |
| WO2011131890A1 (fr) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Arkema France | Materiau composite thermoplastique et/ou elastomerique a base de nanotubes de carbone et de graphenes |
| RU2441835C2 (ru) * | 2009-09-21 | 2012-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОПЛАСТ" (ООО "ЭКОПЛАСТ") | Способ получения нанокомпозиционного материала на основе неполярных или слабополярных полимеров и нанонаполнителя |
| RU2446187C2 (ru) * | 2010-06-17 | 2012-03-27 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Способ получения полимерного нанокомпозита |
| RU2519403C2 (ru) * | 2008-08-08 | 2014-06-10 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Графитсодержащие нанокомпозиты |
| RU2547103C2 (ru) * | 2013-05-15 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ получения наномодифицированного термопласта |
| RU2611512C2 (ru) * | 2011-12-23 | 2017-02-27 | Сайтек Текнолоджи Корп. | Композитные материалы, содержащие проводящие нанонаполнители |
-
2017
- 2017-11-07 RU RU2017138839A patent/RU2669823C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110039089A1 (en) * | 2005-04-27 | 2011-02-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Polymer-based cellular structure comprising carbon nanotubes, method for its production and uses thereof |
| RU2519403C2 (ru) * | 2008-08-08 | 2014-06-10 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Графитсодержащие нанокомпозиты |
| RU2441835C2 (ru) * | 2009-09-21 | 2012-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОПЛАСТ" (ООО "ЭКОПЛАСТ") | Способ получения нанокомпозиционного материала на основе неполярных или слабополярных полимеров и нанонаполнителя |
| WO2011131890A1 (fr) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Arkema France | Materiau composite thermoplastique et/ou elastomerique a base de nanotubes de carbone et de graphenes |
| RU2446187C2 (ru) * | 2010-06-17 | 2012-03-27 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Способ получения полимерного нанокомпозита |
| RU2611512C2 (ru) * | 2011-12-23 | 2017-02-27 | Сайтек Текнолоджи Корп. | Композитные материалы, содержащие проводящие нанонаполнители |
| RU2547103C2 (ru) * | 2013-05-15 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ получения наномодифицированного термопласта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101197288B1 (ko) | 탄소나노소재 분말의 펠릿과 그 제조 방법 | |
| KR101851952B1 (ko) | 전기전도성 수지 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR101218366B1 (ko) | 나노카본 고형체의 제조방법, 이를 이용한 나노카본 고형체, 나노카본 분산액, 나노카본 소재의 제조방법 | |
| CN102093632B (zh) | 一种环保合成纸的制备方法 | |
| US20090230223A1 (en) | Process and apparatus for mixing a polymer composition and composite polymers resulting therefrom | |
| CN107216517B (zh) | 一种超高分子量聚乙烯3d打印耗材的制备方法 | |
| JP2004167801A (ja) | 複合樹脂成形品におけるスキン層の層厚制御方法 | |
| Leng et al. | Tailored crystalline structure and enhanced impact strength of isotactic polypropylene/high-density polyethylene blend by controlling the printing speed of fused filament fabrication | |
| CN105542377A (zh) | 一种利用双螺杆挤出机制备导电3d打印耗材的方法 | |
| CN109354703A (zh) | 一种基于聚合物石墨原位插层的类石墨烯复合材料制备方法 | |
| CN106543675A (zh) | 一种石墨烯3d打印线材的制备方法 | |
| CN106117744A (zh) | 一种石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜及其制备方法 | |
| Haq et al. | Fabrication process of polymer nano-composite filament for fused deposition modeling | |
| CN107540920A (zh) | 茂金属聚乙烯组合物及其制备方法 | |
| CN107603131B (zh) | 一种低能耗、规模化制备石墨烯填充母料的方法 | |
| CN111234430B (zh) | 用于选择性激光烧结的聚乙烯醇基复合粉体及其制备方法 | |
| CN106633582B (zh) | 一种用于3d打印的聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN110684279A (zh) | 一种双向拉伸薄膜用珠光母料及其制备方法和应用 | |
| CN108219349A (zh) | 一种3d打印用改性abs树脂及其制备方法 | |
| KR101905710B1 (ko) | 현무암 섬유가 충진된 3d 프린팅용 열가소성 필라멘트 및 이를 이용해 제조된 섬유강화 복합재료 | |
| RU2669823C1 (ru) | Способ получения нанокомпозитного материала | |
| RU2441835C2 (ru) | Способ получения нанокомпозиционного материала на основе неполярных или слабополярных полимеров и нанонаполнителя | |
| RU2654948C2 (ru) | Композиционный материал на основе термопластичного полимера и способ его получения | |
| CN101845172A (zh) | 聚丙烯高填充增韧母粒及其制备方法 | |
| DE102015011223A1 (de) | Compounds aus thermoplastischen Kunststoffen und nanoskaligen anorganischen Feststoffen und Verfahren zu ihrer Herstellung |