Электрореологическая композиция Советский патент 1991 года по МПК C08L1/12 C09K3/00 

Изобретение относится к получению композиции, обладающей электрореологическими свойствами, которая может быть использована в конденсаторостро- ении, мембранной технологии, для целей записи информации.

Целью изобретения является придание композиции пленкообразующих свойств, что расширяет область ее использования.

Пример 1 (сравнительный). Композицию, полученную смешением напол- йителя - порошка оксида титана и 8%-ного раствора диацетата целлюлозы в диоксане при соотношении компонен- трв, мас.%; оксид титана 5%; 8%-ный раствор диацетата целлюлозы 95, испытывают на электрочувствительность. Для этого 70 мл композиции заливают во внешний цилиндр ротационного вискозиметра, подсоединяют его к внутреннему цилиндру с помощью специальной резьбы и подключают постоянное электрическое поле напряженностью 2,5 кВ/мм,, Измерение осуществляют при скорости сдвига, т.е. скорости вращения внутреннего цилиндра 5,4 с Для характеристики электрочувствительности оценивают величину динами-1

ческой вязкости

Јг

I -Ј-- 100, гдеЈо л

динамическая вязкость; ог - касательное напряжение, см ; у - градиент напряжения на срез, Ј4 2#, где об - константа цилиндра (Дн/см2 1/дел. шкалы), 06 - значение, отсчитанное от шкалы индикаторного прибора (деления шкалы).

W-R2

где R и г - радиусы

внешнего и внутреннего цилиндра измерительной ячейки, соответств.енно, см; W - скорость вращения (скорость сдайIf

О5

ел

4

СО

га) внутреннего цилиндра измерительной ячейки, с

Эле трочувствительность оценивают по величине электрореологического эф- фекта, т.е. изменения реологических свойств в электрическом поле, и определяют величину Д /1, где Д Ј - Ј (4 - вязкость среды при наложении электрического поля; - без наложе- ния электрического поля).

Примеры 2-6. Композиции, состоящие из наполнителя - порошка оксида титана и 8%-ного раствора ди- ацетата целлюлозы в диоксане при со- отношении компонентов, мас.%: оксид титана 10 или 20, или 30, или 40, или 50, 8%-ный раствор диацетата целлюлозы 90 или 80, или 70, или 60, или 50, соответственно, испытывают на электрочувствительность, как в примере 1.

В табл. 1 представлены данные, характеризующие электрочувствительность композиции, по величине электрореоло- гического эффекта.

Примеры - 11. Композиции, состоящие из наполнителя - порошка оксида титана в 2,4,8,10 или 12%-ных растворов диацетата целлюлозы при соотношении компонентов, мас.%: оксид титана 40,2 или 4, или 8 или 10, или 12%-ный раствор диацетата целлюлозы 60, испытывают как в примере 1 при скоростях сдвига 13,5; 24,3; 48,6, 72.9 с и напряженности постоянного электрического поля 2,0 кВ/мм.

В табл. 2 представлены данные, характеризующие влияние концентрации раствора диацетата целлюлозы на элект рочувствительность композиции, оцени- ваемую по величине электрореологического эффекта.

Как следует из табл. 1 и 2, оптимальной по электрочувствительности яв ляется концентрация оксида титана 10 40 мас.%. Уменьшение концентрации оксида титана (менее 10 мас.%) существенно уменьшает электрочувствительность, увеличение концентрации (более 40 мас,%) нецелесообразно, так как электрочувствительность не повышается.

Оптимальная концентрация диацетата целлюлозы находится в интервале концентраций 2-8 мас.%. Увеличение кон .центрации (более 8 мас.%) приводит к Уменьшению электрочувствнтельности, оцениваемой по величине электрореоло

о

д

5 п

5

5

гического оффекта, уменьшение (менее 2 мас.%) не позволяет полимеру проявлять пленкообразующие свойства, в результате чего теряется положительный эффект композиции - возможность получения на ее основе пленочных материалов .

Пример 12. Композиции, состоящие из наполнителя - порошков оксидов марганца, алюминия, хромы, кобальта, никеля и 5%-ного раствора диацетата цеплюлозы при соотношении компонентов, мас.%: оксиды марганца, алюминия, хрома, кобальта, никеля 40; 5%-ный раствор диацетата целлюлозы 60; испытывают как в примере 1, при скорости сдвига 5,4 и наложения переменного электрического поля напряженностью 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 3,5; 4,8 кВ/мм.

В табл. 3 представлены данные, отражающие электрореологический эффект и его изменение в зависимости от напряженности электрического поля.

Как следует из табл. 3, все перечисленные оксиды металлов обладают электрочувствительностью.

Пример 13, Из композиции, состоящей из наполнителя - порошка оксида титана и 4%-ного раствора диацетата целлюлозы в диоксане при соотношении компонентов, мас.%: оксид титана 10; 4%-ный раствор диацетата целлюлозы 90, получают пленочный материал. Для этого 3 мл композиции выливают на обезжиренную поверхность (стекло), заключенную между двумя металлическими электродами, прикладывают постоянное электрическое поле напряженностью 0; 0,5; 1,0; 2,5 кВ/мм до осушки композиции, испарения диок- сана и получения пленочного материала. Пленку снимают со стеклянной под- ложки и измеряют оптическую плотность полученных материалов с помощью оптического фотометра ФМШ-56М, она составляет 0,5; 1,0; 1,5; 1,8. Таким образом, наложение постоянного электрического поля в процессе формования пленки из электрочувствительной композиции на основе диацетата целлюлозы позволяет получать материалы с заранее заданными и управляемыми электрическим полем оптическими свойствами .

Использование для отливки пленок в электрическом поле суспензий перечисленных оксидов позволяет получать

пленочные материалы на основе диаце- тата целлюлозы с управляемой полями оптической плотностью белого (TiO, Al20j), зеленого (Сгг03), розового (СоО, МпО) , черного цветов (Ni203).

Пример 14. Композицию, состоящую из диацетата целлюлозы и диокса- на при соотношении компонентов, мас.% диацетат целлюлозы 5; диоксан 95, испытывают по примеру 1 при скорости сдвига 5,4 с и напряженности переменного электрического поля частотой ЗОГцО; 0,5; Т,0; 2,0; 3,0; 3,5 кВ/мм.

В табл. 4 представлены реологические свойства исследуемого состава.

Как следует из сравнения табл.1-3 и 4, введение в композицию на основе диацетата целлюлозы оксидов алюминия, хрома, никеля, кобальта, титана, марганца концентрацией Ю - 40 мас.% приводит к проявлению композиции электрочувствительности, оцениваемой

-

16543126

по величине электрореологического эффекта. Это позволяет управлять пленкообразующими свойствами композиции с помощью электрического поля и получать материалы с управляемыми свойст

5

вами, в частности оптическими. Формула изобретения

Электрореологическая композиция, включающая жидкое связующее и порошкообразный оксид металла в качестве наполнителя, отличающаяся тем, что, с целью придания композиции пленкообразующих свойств, в качестве жидкого связующего она содержит 2-8%-ныи раствор диацетата целлюлозы в диоксане, а в качестве оксида металла - оксид алюминия, никеля, хрома, кобальта, титана или марганца при следующем соотношении компонентов, мас,%: указанный оксид металла 10-40, указанное связующее 60-90.

Таблица 1

Изобретение относится к получению композиции, обладающей электрореоло- гическими свойствами, которая может быть использована в конденсаторострое- нии, мембранной технологии для целей записи информации. Изобретение позволяет придать композиции пленкообразующие свойства, что расширяет область ее использования. Это. достигается тем, что композиция содержит, мас.%: наполнитель - порошкообразный оксид алюминия, никеля, хрома, кобальта, титана или марганца 10-40 и связующее - 2-8%-ныи раствор диацетата целлюлозы в диоксане 60-90. 4 табл.

Л0/2 На-с0,05

0,3

0,6

0,6

0,8

0,8

Таблица 2

Таблица 3