Электропроводящая фибра Советский патент 1983 года по МПК D21H1/02 

О 4

:о

э о

о Изобретение относится к проиэвод ству фибры и может быть использован в качестве электропроводящего матери ша для нагрева, например в качестве электронагревательных стеновых панелей. Фибра представляет собой монолит ный продукт, образованный из пергаментированного целлюлозного волокна с диэлектрическими свойствами. Фибра, состоящая из 100% п,ергаментированного целлюлозного волокна является диэлектриком. Известна фибра с электропроводящими свойствс1ми, содержащая пергаментированное целлюлозное волокно и мелкодисперсный графит, который-является проводником f . Однако при промывке до 15% графи та от общего его содержания переходит в раствор. В связи с тем, что в производств фибры организован замкнутый цикл использования пергаментирующихреагентов, по мере накопления в раство ре мелкодисперсного инертного вещес ва, активность рабочих растворов в целом непрерывно снижается. Удалени мелкодисперсного графита известными механическими и физико-химическими (с помощью поверхностно-активных ве ществ ) методами представляет собой сложную задачу и не обеспечивает достаточно эффективной очистки реге нерируемых растворов. Электрическое сопротивление фибры с наполнителем-мелкодисперсным графитом сравнительно высокое, например, для лабораторного образца {С 5% графита в композиции оно соста ляет 13500 Ом. Вследствие указанных причин, до настоящего времени, несмотря на потребность народного хозяйства в электропроводящей фибре, последняя не получила промышленной регшизации Целью изобретения является повышение эффективности процесса регене рации пергаментирующего агента при : одновременном снижении электрического сопротивления фибры. Поставленная цель достигается тем, что фибра, содержащая пергамен тированное целлюлозное волокно и на полнитель, р качестве наполнителя, бумага содержит волокно углей при следующем соотношении компонентов, мае.%: Пергаментированное целлюлозное волокно 50-97 Волокно углен3-50 В связи с тем, что волокно углен по физико-механическим характеристи кам сопоставимо с пергаментированньш целлюлозным волокном (по длине, структуре, способности к связеобраэованию), в процессе фибрования оно образует с последним монолитную массу, обеспечивающуюпрочное удержание составных частей. При промывке фибры-сырца с добавкой волокна углен, содержание последнего в промывной воде не превышает 20 мг/л. Полученная электропроводящая фибра обладает низким электрическим сопротивлением (200-2000 ) и хорошими механическими свойствами. Фибру с наполнителем - Ьолокном углен получают следующим образом. Волокно хлопковой и древесной целлюлозы диспергируют в воде, размалывают обычным образом, затем добавляют заданное количество волокна углен и тщательно перемешивают. Из полученной массы отливают на бумагоделательной машине полотно бумаги-, основы. Далее бумагу-основу обрабатывают, пергаментирующим агентом, например, хлористым цинком, наслаивают листы пергаментированнрй основы друг на друга, промывают полученный продукт, сушат и отделывают. Получаемый при -промывке слабый раствор пергаментирующего агента упаривают до рабочей концентрации и вновь использу1рт в производстве. Возможно также получение фибры путем непосредственной пергаментации смеси волокон целлюлозы и волокна углен с последующим формов.анием полученной массы. Дальнейшие операцииг промывка (включая регенерацию раствора пергаментирующего агента), сушка и отделка аналогичны первому способу. Однако способ непосредственной пергаментации волокна пока не получил широкого распространения, ввиду сложности используемого оборудования . . . Пример 1. Целлюлозное волокно смешивают с волокном углен в заданном соотношении. Из полученной массы отливают бумагу-основу. Затем производят ее пергаментирование раствором хлористого цинка с концентрацией 72% при температуре 25°С, при этом пергаментации подвергаются только, целлюлозные волокна, так как волокно углен неспособно к пергаментированию. Обработанные пергаментирующим агентом листы наслаивают друг на друга, затем промывают, сушат и прессуют при следующем соотношении компонентов в готовом продукте, мас.%: Пергаментированное целлюлозное волокно97 Волокно углен3 Показатели качества полученной фибры и содержание наполнителя в промывном растворе в сравнении с графитированной фиброй приведены в Ггабл. 1.

Как следует из данных таОл.1, , удельное объемное электрическое соА противление электропроводящей фибры, содержащей волокно углен, в 7,5 раза ниже сопротивления фибры., содержащей мелкодисперсный графит. Количество наполнителя в промывном растворе при производстве фибры значи- : тельно ниже количества мелкодщсперсHQTO графита, выпадающего при промывке графитированнЗй фибры (соот-: ветственно 0,38 и 5,1%). Пример 2. Целлюлозное волокно смешивают с волокном углен в заданном отношении. Из полученной массы отливают бумагу-основу. За1теМ производят ее пергаментирование раствором хлористого цинка с кон- центрацией 72% при температуре 25 Cj Обработанные пергаментирующим агентом листы наслаивают друг на друга, затем промывают, сушат и прессуют при следующем соотношении компонентов в готовом продукте, мас.%: Пергаментированное

целлюлозное волокно S&

Волокно углен.50:

Показатели качества полученной фибры и содержание наполнителя в промывном растворе приведена в табл.2.

Как следует из табл.2, удейъное объемное электрическое сопротивхГёЯие электропроводящей фибры, содержащей волокно углен, в 22 раза ниже сопротивления фибры, содержаицей мелкодисперсный графит. Количество наполнителя, выпадающего при промывке фибры с волокном углен, составляет лишь 1/7 часть наполнителя, выпадающего из графитированной . .

Пример 3. Целлюлозное волокно смешивс1ют с волокном углен в , заданном соотношении. Из полученной

Показатели

Удельное объемное электрическое сопротивлениеуОЙсм

Предел прочности при pdcтяжении, МПа

Склейка, Н/м

Содержание наполнителя а промывном растворе,; кг/л

Количество наполнителя удаленного из фибры с про1мывным раствором, мас.% .

массы отливают бумагу-основу. Затем производят ее пергаментирование раствором хлористого цинка с концентрацией 72% при температуре . Обработанные пергаментирующие аген. том листы наслаивают друг на друга, затем Промывают, сушат и прессуют при следующем соотношении компонентов в готовом продукте, мае.%: Пергаментированное

0 целлюлозное волокно 85 Волокно углен15

Показатели качества полученной фибры и содержание наполнителя в промывном растворе приведен) в табл.3.

5

Как следует из данных табл.3 удельное объемное электрическое сопротивление электропрово|1ящей фибры, содержащей волокно углен в 13 раз

0 ниже сопротивления фибры/ содержащей мелкодисперсный графит. Механические показатели фибрыt предел прочности при растяжении - 52 МПа и склейка .2,4 Н/м, находятся на достаточно вы5соком уровне (норма по ГОСТ 14613-69 для предела прочности - не менее

ч45 МПа,для склейки не менее 1,8 Н/см1. Количество наполнителя, выпадающего из фибры при промывке, также значи0тельно ниже для фибры, содержащей углен (0/55% против .5,1% для графитированной фибры).

Электропроводящая фибра может найти применение в изготовлении наг5ревательнЕОс панелей, в качестве моделирующего материала в системах электрогидродинг1мического ан.алогового моделирования; при изготовлении труб для подачи сыпучих агрессивных материалов, не подверженных дефекту

0 накопления электростатических зарядов и т.д. .,

Т а б л и ц а 1,

I

Известная фибра I Предлагаемая I фибра

1900

63 2,6

0,38

Показатели

Удельное объемное электрическое сопротивление Ом см

Предел прочности при рас|ТЯжении, МПа

Склейка; Н/м

Содержание наполнителя в. промывном растворе, мг/л

Количество наполнителя,

удаленного из фибры с проьолвиым раствором, jMac«%

Показатели

Удельное объемное электрическое сопротивление/ Омсм

Предел прочности при растяжении, Mlia

Склейка, Н/м

Содержание наполнителя в

промывном раство&е, мг/л

Количество наполнителя, удаЛенного из фибры с прЪмывным раствором, мае.%

Т а б л и ц а 2:

Извес±ная Предлагаемая 13500 600

45 ,8

17

0,70 I

..-..--.j

Т a блиц a 3 Известнай Йредлагаемая

950

52 2,4

14 0,55

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ ФИБРА на основе спрессованных слоев бумаги, содержащей пергаментированное целлюлозное волокно и наполнитель, о тп и ч а ю ГЦ а я с я тем, что, с целью повышения эффективность процесса регенерации пергаментирующего агента при одновременном снижении электрииеского сопротивления фибры, в качестве наполнителя бумага содержи ;г волокно углей при следующем соотношении компонентов, мас.%: 1 Перггсментированное целлюлозное волокно ,50-97 Волокноуглен3-50