Композиция для получения модифицированного углеродного материала Советский патент 1976 года по МПК C01B31/00 C01B31/16 

даться не может. Отверждение обычно npt водят при помощи ангидридов кислот или аминов. В композиции по изобретению, состоящей из двух компонентов (эпоксидная смола ЭД-5 и углеродное волокно, выполняющее функцию активного наполнителя) использована угольная ткань, полученная путем пиролиза фосфорилированной целлюлозы, содержащая остатки конденсированных фосфорных кислот. Для сравнения использовали графитовую ткань, не содержащую на поверхности активных групп,

О взаимодействии смолы и углеродного волокна судили по конверсии (убьши) эпоксидных групп, участвующих в отверждении, по привесу на углеродном волокне химически связанной смолы, а для фосфорсодержащих волокон - еще и по инфракрасным спектрам,

В результате обработки углеродных волокон эпоксидной смолой ЭД-5 привес составил от 11 до 190%, прочность композиционного л атериала возросла от 1,5 до 4,5 раз в зависимости от наличия и вида функциональных групп на волокне. Отсутствие эпоксидных групп в композиционном материале, по данным химического анализа и ИК-спектрам, после тепловой обработки и наличие привеса после экстракции ацетоном указывает на происходящий процесс отверждения эпоксидной смолы на углеродном волокне за счет активных функциональных групп.

Обменная емкость композиционного материала в случае, когда для пропитки использовали фосфорсодержащее угольное волокно, возросла на 35%.

Таким образом, пропиткой фосфорсодержащего угольного волокна эпоксидной смолой можно получить достаточно прочные композиционные материалы, с высокой обменной емкостью, что позволяет расщирить область их применения.

Пример, Исходный материал ткань из целлюлозного волокна. Ткань подвергают фосфорилированию. Для этого ее обрабатывают в водном растворе фосфорной кислоты и мочевины концентрацией реагентов 200 и 310 г/л соответственно, отжимают от избытка раствора, высушивают и подвергают термообработке при 1500С в течение 30 мин. Затем ткань промывают водой и высущивают. Фосфорилированную ткань пиролизуют в токе инертного газа - азота, скорость подъема температуры - 2 град/мин. Конечная температура пиролиза 5ОООС, Полученная фосфорсодержащая ткань имеет обменную емкость 1,63 мг-акв/г и содержит 2,55% фосфора.

Обработанную таким образом угольную ткань вносят в эпоксидную смолу ЭД-5 в соотнощении 1:1 по весу, Отвердитель не добавляют,

Получают следующую композицию для получения модифицированного углеродного материала (в вес,ч,):

Эпоксидная смола100

Углеродный материал1ОО

При последующей термообработке .при

1SOOC в течение 10 час получают модифицированный углеродный материал.

Химический анализ полученного композиционного материала указывает на отсутствие эпоксидных групп в образце. Привес, т,е, количество веэкстрагируемой с поверхности угольной ткани эпоксидной смолы, составляет 60%, Прочность материала повышается в 4,5 раза, Обменная емкость 2,2 MTf экв/г, т,е, Boqpacтает на 35% по сравнению с обменной емкостью обработанного смолой образца,

П р и м е р 2, Угольную фосфорсодержащую ткань, полученную по примеру 1, 5 вносят в эпоксидную смолу ЭД-5 в соот ношении ( в Bec,4,j;

Смола100

Углеродный материал125

Отверждение проводят согласно примеру 1, Количество неэкстрагируемой с поверхности угольной ткани эпоксидной смолы составляет 93%, обменная емкость по NaOH мг-экв/г,

П р и м е р 3, Угольную фосфорсодержащую ткань, помученную по примеру 2, вносят в эпоксидную смолу ЭД-5 в соот нощении: (в вес,ч,):

Смола150

Углеродный материал50

Отверждение проводят согласно примеру 1, Количество неэкстрагируемой с поверхности угольной ткани эпоксидной смолы составляет 190%, обменная емкость по NaOH 0,45 мг-экв/г,

П р и м е р 4, Углеродную фосфорсодержащую ткань, полученную по примеру 1, вносят в эпоксидную смолу в соотношении (в вес,ч,):

Смола150

Углеродньхй материалJL25

Отверждение проводят согласно примеру 1, Количество неэкстрагируемой с поверхности угольной ткани эпоксидной смолы составляет 112%, обменная емкость по NdOH 2,71 мг-экв/г.

Формула изобретения

Композиция для получения модифициро0 ванного углеродного материала, содержащая углеродный волокнистый наполнитель, эпоксидную смолу и отвердитель, отличающаяся тем, что, с целью получения материала с повышенной прочностью и ионообменными свойствами, композиция сЬдержит фосфорилированное углеродное волокно с содержанием фосфора 1,00-6,25 вес,% в качестве одновремекн но наполнителя и отвердителя при следующем соотношении компонентов (в вес.ч.):

6

Фосфорилированное углеродное волокно Эпоксидная смола

Источники информации, принятые во ВНЕК

мание при экспертизе:

1. Пат. США № 3723607, С01 В 31/ОО,

1973 г.

2. Пат. Англии № 12383О8, С1А, 1968 г - прототип.