SU1074826A1 - Способ получени магнитной жидкости на водной основе - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИт НОЙ ЖИДКОСТИ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ, включающий осаждение магнетита из водного раствора смеси солей двух- и трехвалентного железа, стабилизацию частиц магнетита первым поверхностно-активным веществом - жирной кислотой, экстракцию стабилизиро- ; ванных частиц магнетита легкокип щим углеводородным растворителем, удаление экстрагента и пептизацию осадка в воде, содержащей второе поверхностно-активное вещество - соль жирной кислоты, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью снижейи  в зкости жидкости, в качестве второго поверхностно-активного вещества используют соль или соли жирных кислот 6 числом углеродныхатомов , равным 10-17. 2.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что в качестве первого поверхностно-активного вещества используют жирную кислоту с числом углеродных атомов, равным 10-17. 3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что экстракцию ведут гексаном, гептаном или; (О петролейным эфиром. 4.Способ по пп. 1 и 2, о т л ис: ч а ю щ и и с   тем, что в качестве второго поверхностно-активного вещества используют натриевые, калиевые или аммонийные соли жирных кислот.

Description

4j

4

00 Изобретение относитс  к способа получени  магнитных жидкостей на водной основе и может быть использовано при производстве магнитных жидкостей, примен емых в различных контрольно-измерительных приборах, при разделении немагнитных материа лов по плотности, при термической закалке деталей, в медицине, в дефектоскопии и т,До Известен способ получени  магнитной жидкости на водной основе, в котором дл  стабилизации магнетита используют два поверхностноактивных вещества(ПАВ). Полученный магнит промывают и отфильтровывают от маточного раствора, ввод первое ПАВ - олеат натри , промыва ют, фильтруют и ввод т второе ПАВ различные ионогенные, неионогенные вещества, например, додецилбензолсульфокат , олеат натри , полиоксиэтиленнонилфениловые эфиры l . Недостатками такого способа пол чени  магнитной жидкости  вл ютс  сложность и трудоемкость отдельных стадий процесса, сложность оборудовани , большие потери дисперсной фазы из-за многократных промывок осадка магнетита и фильтрации его и, как результат, невысока  намагниченность получаемой жидкости. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  магнитной жидкости на во ной основе, включающий осаждение магнетита из водного раствора смеси солей двух-и трехвалентного железа щелочью, стабилизацию полученных частиц магнетита олеиновой кислотой, экстрагирование стабилизированных частиц легкокип щим растворителем, например, петро лейным эфиром, удаление экстрагент и -пептизацию осадка в воде, содержащей олеат натри  2 . Недостатком известного способа  вл етс  сравнительно высока  в зкость (б-8 сП) получаемой жидкости , что заметно усложн ет использование ее в качестве разделит ной среды в процессах ,сепарациинемагнитных материалов по плотности. t Целью изобретени   вл етс  сни жение в зкости жидкости. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени магнитной жидкости, на водной осно ве, включающему осаждение магнетит из водного раствора смеси солей д и трехвалентного железа, стабилизацию частиц магнетита первым поверхностно-активным веществом - жи ной кислотой,.экстракцию стабилизи рованных Частиц магнетита легкокип щим углеводородным растворителем , удаление экстрагента и пептизацию осадка в воде, содержащей второе поверхностно-активное вещество - соль или соли жирных кислот с числом углеродных атомов, равным 10-17о Причем в качестве первого поверхностно активного вещества исполь зуют жирную кислоту с числом углеродных атомов, равным 10-17. Экстракцию ведут гексаном, гептаном или петролейным эфиром. В качестве второго поверхностноактивного вещества используют натриевые , калиевые или аммонийные соли жирных кислот. Способ осуществл ют следующим образом. К водному раствору смеси солей двух- и трехвалентного железа добавл ют при интенсивном перемешивании раствор какой-либо щелочи. Пелесообразно дл  осаждени  магнетита использовать раствор аммиака , так как в этом случае исключаетс  промывка магнетита перед введением первого ПАВ. После отсто  маточный раствор удал ют декантацией , а к оставшейс  суспензии добавл ют первое ПАВ - жирную кислоту. Количество стабилизатора в мол х необходимое дл  мономолекул рного покрыти  частиц магнетита, одинаково как дл  олеиновой кислоты, так и дл  жирных кислот с числом углеродных атомов, равным 10-17, но так как молекул рный вес этих жирных кислот меньше, в весовом отношении количество вводимой кислоты будет также меньше. Количество вводимой олеиновой кислоты составл ет 20-40% от веса магнетита, а жирных кислот с числом углеродных атомов, равным 10-17, 15-35% от веса магнетита. Суспензию назгрёвают -при перемешивании до 80-90°С и выдерживают при этой .температуре в течение 10-30 мин, что необходимо дл  полного завершени  процесса стабилизации магнетита. После охлаждени  суспензии до 20-50 С стабилизированные частицы магнетита экстрагируют легкокип щим непол рным растворителем, например пет р6л йным эфиром, экстракционным бензином или бензином галоша, а затем отдел ют экстрагент с магнетитом от маточного раствора. Из полученной массы экстрагент удал ют при нагревании, после чего к стабилизированным частицам магнетита добавл ют воду, содержащую второй стабилизатор - соли жирных кислот с числом углеродных атомов, равным 10-17. Раствор, содержащий второе ПАВ можно получить путем смешивани  жирных кислот с раствором , NaOH или КОН, Количество ПАВ дл  образовани  второго адсорбционного сло  примерно такое же, как и дл  образовани  первого адсорбционного сло  т.е. 15-35% от веса магнетита. Добавление раствора второго ПА к суспензии магнетита можно прово и до полного удалени  экстрагента или даже перед его удалением. Это помогает избежать пригорани  ча тиц магнетита, стабилизированных жирной кислотой вследствие ее пол меризации. При покрытии частиц магнетита кислотами с числом углеродных ато мов , меньше 17, не достигаетс  устойчивость их к агрегатированию в результате магнитного взаимрдей стви  и малой толщины защитного сло . Поэтому второе ПАВ должно не только придать частицам лиофильные свойства, но и иметь достаточно прочную св зь с первым стабилизатором . П ,п и м е р 1. К исходному ра В.ОРУ (з .0 л, содержащему 111,0 г FeCl:j-6H,20 и 56 г 7Н2 О / Доба л ют при интенсивном перемешивании 500 мл 25%-ного раствора аммиа ка. Через 5 мин перемешивание прек щают, а после осаждени  магнетита маточный раствор удал ют декантацией . Оставшуюс  суспензию постепе но нагревают при перемешивании и д . бавл ют 11 мл олеиновой кислоты. Нагретую до суспензию выдерживают при этой температуре в т чение 10 мин, а затем охлаждают до 30°С. Частицы магнетита, стабилизи рованные олеиновой кислотой, экстр гируют петролейным эфиром при Затем, после удалени  экстрагента оставшейс  массе добавл ют раствор аммонийной соли декановой кислоты который получен при смешении 8,4 г декановой кислоты со стехиометрическим количеством NHnOH. Затем смесь гомогенизируют до получени  однородной жидкости. Получено 140 ферромагнитной жидкости плотностью 1,31 г/см намагниченность насыщени  320 Гс, в зкость при 20Рс 3,5 СП. / При приготовлении магнитной жидкости на водной основе по известному способу с использованием олеата натри  в качестве второго стабилизатора из такого же количества реактивов получено 150 мл ферромагнитной жидкости, имеющей практически те же плотность 1 ,32 г/см и намагниченность насыщени  330 Гс, но с в зкостью, равной 6,8 сП. Пример 2. Количество реактивов, услови  в пор док проведени  операций аналогичны примеру 1, за исключением того, что в качестве второго стабилизатора используют натриевую соль додека- новой кислоты, полученную при смешении 8,5 г додекановой кислоты со стехиометрическим количеством NaOH, а экстракцию провод т при 45°С бензином галоша. Получено 136 мл магнитной жидкости плотностью 1,33 г/см намагниченность насыщени  350 Гс, в зкость 3,7 сП. Пример 3. Опыт провод т аналогично примеру 1. Количество исходных реактивов те же, но дл  приготовлени  второго стабилиза- тора используют смесь жирных кислот с числом углеродных атомов от 14 до 16 в количестве 10,2 г, а дл  получени  солей этих кислот используют растворы аммиака. Получено 148 мл ферромагнитной воды плотностью 1,34 г/см намагниченность насыщени  310 Гс, в зкость 4,8 сП, Пример 4. К исходному раствору (З,О л), содержащему 56 г BeSO. 7Н/2С/ и 111 г РеО., добавл ют при интенсивном перемешивании 450 мл 25%-ного раствора аммиака . Через 5 мин перемешивание прекращают и дают возможность осесть образовавшимс  частицам магнетита. Маточный раствор удал ют, а оставшуюс  суспензию медленно нагревают при непрерывном перемешивании и добавл ют 10,1 г фракции жирных кислот с числом углеродных атомов C(g. Нагретую до суспензию выдерживают при этой температуре 15 шн, а затем охлаждают до 45С и добавл ют 80 мл гексана. Перемешивание не прекращают до полного разделени  суспензии на два сло . После удалени  маточного раствора и промывки дистиллированной водой коллоидный раствор частиц магнетита в гексане нагревают дл  удалени  растворител  (экстрагента) . Оставшуюс  массу пептизируют в воде, содержащей 8,6 .г аммониевой соли декановой кислоты. Смесь гомогенизируют до получени  однородной жидкости. Получено 150 мл ферромагнитной воды плотностью 1,30 г/см намагниченность насыщени  305 Гс, в зкость при 3,1 сП. Пример 5. Услови  проведени  аналогичны примеру 4, но в качестве первого стабилизатора используют декановую кислоту, а в качестве второго - натриевую, соль декановой кислоты. Получено 140 мл

жидкости плотностью 1,31 r/CNit намагниченность насьвдени  325 Гс, в зкость при 20 равна 2,1 сП.

Пример б. Количество исходных реактивов, услови  и пор док проведени  опыта аналогичны примеру 4, но. в качестве первого стабилизатора используют додекаНовую кислоту, а в качестве второго с|ммониевые соли смеси жирных кислот с числом углеродных атомов от 3{4 до 16. Экстракцию провод т при SO°C гептаном с последующим удалением его под. вакуумом. Получено 148 мл жидкости плотностью 1,32 г/ намагниченность насыщени  310 Гс, в зкость 3,3 СП.

Таким образом, полученные предлагаемым способом жидкости на

водной основе имеют меньшую в зкость , чем жидкости, полученные известным способом, при той же намагниченности насыщени  или при ограничени х по в зкости будут иметь более высокую намагничен ность .

По сравнению с изёе;стным в зкость получаемой жидкости меньше примерно в 3 раза, что дополнительно увеличивает эффективность работы феррогидростатических сепараторов, а использование в качестве ПАВ вместо олеиновой кислоты и ее солей жирных кислот с числом углеродных атомов , равным 10-17, и их солей позвол ет снизить себестоимость получаемой жидкости на 10-15%.

Claims (4)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТ*

НОЙ ЖИДКОСТИ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ, включающий осаждение магнетита из водного раствора смеси солей двух- и трехвалентного железа, стабилизацию частиц магнетита первым' поверхностно-активным веществом - жирной кислотой, экстракцию стабилизированных частиц магнетита легкокипящим углеводородным растворителем, удаление экстрагента и пептизацию осад ка в воде, содержащей второе поверхностно-активное вещество - соль жирной кислоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижейия вязкости жидкости, в качестве второго поверхностно-активного вещества используют соль или соли жирных кислот с числом углеродных'атомов , равным 10-17.

2. Способ поп. 1, отличающий с я тем, что в качестве первого поверхностно-активного вещества используют жирную кислоту с числом углеродных атомов, равным 10-17.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что экст- § ракцию ведут гексаном, гептаном или ¹ петролейным эфиром.

4. Способ по пп, 1 и 2, о т л йч а ю щ и й с я тем, что в качестве второго поверхностно-активного вещества используют натриевые, калиевые или аммонийные соли жирных кислот.