НАНОКОМПОЗИТНЫЙ ПОЛИАРИЛСУЛЬФОНОВЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2015 года по МПК C08J5/18 C08L81/06 C08K3/04 C08K3/08 B82B3/00 

Изобретение относится к полимерным пленочным материалам, модифицированным нанокомпозитными соединениями, с улучшенными функциональными свойствами, в частности, прочностными характеристиками, предназначенным для применения в электронной промышленности, электротехнике, машиностроении.

Известна полимерная нанокомпозитная толстая пленка, патент РФ №2404915, В82В 3/00, опубл.: 27.11.2010 г., получаемая формованием полимерной матрицы воздействием тепловой энергии при постоянном давлении на исходную полимерсодержашую композицию, модифицированную наночастицами металла с размером до 30 нм, при этом параметры температуры, давления и время воздействия выбирают из условия обеспечения порога сверхпластичности, достижение которого контролируют визуально.

Недостатком известного решения является то, что не обеспечивается равномерное распределение наночастиц в объеме полимера, микроструктура пленки не является изотропной, следовательно, такая пленка не является качественной и не может гарантировать повышения механических параметров получаемого пленочного материала.

Известна пленка полиарилсульфоновая марки ПСФ-Т1 (ТУ 6365-008-07615973-12), принятая в качестве прототипа.

Недостатками известного полиарилсульфонового пленочного материала являются механические характеристики, требующие повышения.

Задачей изобретения является получение полиарилсульфонового пленочного материала с равномерным упорядоченным распределением наночастиц в матрице полимера, обладающего повышенными механическими характеристиками.

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в том, что нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал содержит наночастицы Cu/С или Ni/C, размером 90-100 нм, в полимерной матрице в количестве 0,002%. И использован полиарилсульфон марки ПСФ-190 (ТУ 2226-468-00209349-2010).

Нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал получали следующим образом.

Готовили суспензию нанокомпозита Cu/С или Ni/C, с размером частиц 90-100 нм, (ТУ 2494-001-0752163-2010), в среде диметилсульфоксида.

Приготовление суспензии:

- механохимическое совмещение, перетир в ступке в течение 5 минут при порционном добавлении жидкости;

- ультразвуковая обработка в ультразвуковой ванне, в течение 7 минут.

Суспензию перемешивали с гранулированным полиарилсульфоном.

Равномерное распределение наночастиц, нанесенных на поверхность гранул полисульфона в объеме полимера, осуществляли в зонах материального цилиндра экструдера.

Были изготовлены методом экструзии образцы пленочного материала с различной концентрацией (0,002 мас.%, 0,005 мас.%, 0,01 мас.%) наночастиц Cu/С и Ni/C в полимерной матрице. Опытным путем было выяснено, что содержание меньшей концентрации наночастиц в полиарилсульфоновом пленочном материале не оказывает ощутимого эффекта на его механические свойства и является нецелесообразным.

В таблице 1 приведены примеры характеристик композиций с различным содержанием медь-углеродного (Cu/С) и никель-углеродного (Ni/C) нанокомпозита.

№ п/п Параметры (прототип) ПСФ-190+Cu/CHK ПСФ-190+Ni/CHK 0,002% 0,005% 0,01% 0,002% 0,005% 0,01% 1 Показатель текучести расплава г/10 мин (325°С, р=2,16 кг) 6,9 7,2   8,8 7,56   7,5 2 Толщина пленки, мкм 44 48 51 43 43 47 43 3 Прочность при растяжении, МПа 56,5 70,95 77,72 78,44 74,88 78,4 78,6 4 Относительное удлинение при разрыве, % 99 143,6 41,4 24,3 99,4 91,7 18,6 5 Относительное удлинение верхнего предела текучести, % 3,6 5,3 6,0 5,9 5,7 6,0 6,1

Из таблицы следует, что по прочностным характеристикам материал имеет явное преимущество, по сравнению с прототипом.

Предлагаемый нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал прост в изготовлении, технологичен. Повышение прочностных показателей даст возможность расширить область его применения и увеличить ресурс работы изделий, в составе которых он применяется.

Изобретение относится к полимерным пленочным материалам, модифицированным нанокомпозитными соединениями, предназначенным для применения в электронной промышленности, электротехнике, машиностроении. Нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал состоит из полиарилсульфона марки ПСФ-190 и включает наночастицы Cu/С или Ni/C размером 90-100 нм в полимерной матрице в количестве 0,002%. Материал обладает улучшенными функциональными свойствами, в частности прочностными характеристиками. 1 табл.

Нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал, отличающийся тем, что он содержит наночастицы Cu/С или Ni/C размером 90-100 нм в полимерной матрице в количестве 0,002% и использован полиарилсульфон марки ПСФ-190.