Магнитопласты

«Магнитопласты (МП)» Содержание Введение 1.Информационный анализ 2.Экспериментальная часть 2.1 Объекты исследования 2.2 Методы исследования 2.1 Синтез поликапроамида из ε-капролактама 2.2 Определение низкомолекулярных соединений 2.3 Определение вязкости 2.4 Определение молекулярной массы 2.5 Метод инфракрасной спектроскопии 2.2.6 Метод термогравимитрического анализа 2.3 Результаты эксперимента и их обсуждение 2.4 Выводы Заключение Список использованных источников Введение Магнитопласты (МП) относятся к новому классу перспективных видов полимерных композиционных материалов в техническом и экономическом планах и обладают рядом преимуществ по сравнению с цельными литыми и спеченными магнитами (малостадийностью технологии, высоким коэффициентом использования исходных материалов, формования деталей сложной конфигурации без механической обработки, повышенные магнитные характеристики на единицу объема, достаточная прочность) [1]. Магнитопласты применяются в целом ряде изделий: в электродвигателях, магнитных системах топливных фильтров, в качестве сепараторов, газовых и тепловых счетчиках, акустических системах, медицинских приборах и др благодаря сочетанию магнитных, прочностных и технологических свойств [1-4]. В настоящее время МП выпускаются как на основе термореактивных, так и термопластичных связующих.

Исходя из выбранной технологии переработки, определяются требования, предъявляемые к полимерному связующему и МП на его основе по реологическим, магнитным, прочностным характеристикам, а также температурному диапазону эксплуатации изделий.

Использование реактопластов в качестве связующих для МП оправдано только в тех случаях, когда другие полимеры не обеспечивают необходимые требования к технологии их изготовления и эксплуатации.

Основной недостаток реактопластов – длительная стадия высокотемпературного отверждения.

Поэтому в производстве МП наиболее широко используются полимеры, перерабатываемые высокопроизводительными методами: литьем под давлением, экструзией и прессованием, т.е. термопласты. В настоящее время существует две тенденции развития исследовательских работ в области создания полимерных магнитных материалов. Одна из них - это синтез полимеров, обладающих ферромагнитными свойствами [5], другая - использование магнитных наполнителей с полимерными связующими [1-4]. Для совмещения полимерного связующего с наполнителем существует несколько способов совмещения связующего и наполнителя: механическое смешение, осаждение полимера из раствора на поверхности наполнителя, полимеризационное и поликонденсационное наполнение.

Получение высоконаполненных магнитопластов с хорошими эксплуатационными свойствами механическим смешением полимера с наполнителем затруднено из-за неравномерного распределения малых количеств высоковязкого полимера в большом объеме дисперсной фазы, поэтому для получения магнитопластов на основе термопластичного связующего наиболее эффективным является способ полимеризационного наполнения.

Перспективным полимерным связующим является поликапроамид, это связано с его использованием для инженерно технических целей в машино- и приборостроении, что требует введения в исходный полимер усиливающих наполнителей, то есть наполнителей, существенно повышающих его физико механические свойства: механическую прочность, твердость, модуль упругости, ударную вязкость, улучшающих его эксплуатационные свойства (снижающих ползучесть) и технологические свойства (снижающих усадку при формовании). 1.

Информационный анализ

Традиционный способ получения таких композиций заключается в механичес... Таким образом, способы полимеризационного наполнения объединены общим ... Можно отметить, что сверхвысокомолекулярный полиэтилен в последние год... изучение поверхности прессованных образцов таких норпластов показало, ... Для получения композиционных материалов с высокими эксплуатационными х...

Экспериментальная часть

Экспериментальная часть 2.1

Объекты исследования

Таблица 3 Свойства феррита стронция Показатели свойств Химический сост... Сырьем являются: -капролактам, фосфорная кислота и феррит стронция. Таблица 1 Показатели свойств Значения Внешний вид Кристаллы белого цве... Капролактам Капролактам − ГОСТ 7850-86 NH(CH2)5CO Свойства к... Объекты исследования.

Методы исследования

В предварительно взвешенную посуду берут навеску капролактама с точнос... 2.2.2 . вещество гигроскопично). Методы исследования. Синтез поликапроамида из ε-капролактама ε-Капролакта...

Определение низкомолекулярных соединений

После удаления мономера и низкомолекулярных примесей отмытый осадок от... Выход полимера рассчитывают по формуле: Х = (m1 / m0)*100 %, где m1 – ... Для определения выхода полимера навеску, извлечённую из ампулы, измель... Определение низкомолекулярных соединений.

Определение вязкости

Определение вязкости. Работы по высаждению полимера следует выполнять в резиновых перчатках. Вискозиметр предварительно промывают смесью концентрированной серной к... Время измеряют секундомером с ценой деления 0,1 – 0,2 с. Относительную вязкость раствора полимера вычисляют по формуле: &#6...

Определение молекулярной массы

Определение молекулярной массы Молекулярную массу синтезированного ПКА определяли по характеристической вязкости раствора: [η]=К Мn2 Для этого строим график зависимости ηуд/с от концентрации раствора.

Экстраполируем график к оси ординат, величина отрезка отсекаемого на оси- характеристическая вязкость[14]. Рис.2. Определение [] экстраполяцией уд/с к С=0 2.2.5

Метод инфракрасной спектроскопии

Указанные достоинства KBr обусловили его широкое применение в качестве... Мелко раздробленный образец тщательно перемешивают с порошком KBr и см... Метод инфракрасной спектроскопии. Показатели преломления многих органических соединенийочень близки к по... 2.3 .

Результаты эксперимента и их обсуждение

2.4 . Полученные спектры изображены на рис.3, интерпретацию их проводили на ... Это свидетельствует о возникновении взаимодействия в системе ПКА – фер... Содержание наполнителя более 10% ингибирует процесс полимеризации ПКА. 1262 и 1200 см-1 – полоса Амид III, обусловленная взаимодействием вале...

Выводы 1. Проведена идентификация полученного полимера методом ИКС. В спектре полимеризационнонаполненого ПКМ имеются все полосы характерные для ПКА. В наполненном ПКА уменьшается интенсивность полос поглощения в областях: 2936 – 1416 см-1 - характерных для СН2 групп; 3060 см-1 - резонанс Ферми (колебания NH групп). Это свидетельствует о возникновении взаимодействия в системе ПКА – феррит стронция. 2. Изучено влияние содержания наполнителя на процесс полимеризации поликапроамида. Установлено, что при введении 10% наполнителя при полимеризации приводит к снижению вязкости растворов и как следствие уменьшению молекулярной массы полимера.

Заключение В настоящее время известны несколько механизмов полимеризации поликапроамида (ПКА): гидролитическая, катионная и анионная.

Наибольшее распространение для синтеза поликапроамида получила гидролитическая полимеризация, которая является очень продолжительной.

Поэтому с целью интенсификации процесса синтеза представляет интерес осуществление полимеризации по катионному механизму.

Катализаторами катионной полимеризации капролактама являются минеральные кислоты. Однако большинство кислот не мо¬жет быть использовано, так как при высоких температурах они окисляют или разлагают мономер или полимер (азотная и серная кислота). Кроме того, при высоких температурах резко возрастает летучесть некоторых кислот (например, хлористоводородной). Практический интерес может представлять только фосфорная кислота.

В присутствии небольших количеств этой кислоты (0,2-0,5%) капролактам полимеризуется достаточно быстро при нормальном давлении. Катионная полимеризация капролактама, катализируемая безводной фосфорной кислотой проходит с высокой скоростью лишь относительно низкомолекулярного поликапроамида.

Значительно лучшие результаты достигаются при использовании смешанных катализаторов, например, активной системы фосфорная кислота - полиэтиленгликоль. Результаты исследования образцов ПКА, полученного при различной продолжительности процесса показывают, что при продолжительности синтеза 4 часа происходит более полное превращение мономера в полимер с получением ПКА с молекулярной массой ~ 8130. Сопоставление ИК-спектра ПКА, синтезируемого в присутствии двойной каталитической системы, со спектром стандартного гидролитического ПКА показывает присутствие в нем дополнительных полос: 3030 см-1, относящейся к валентным колебаниям P-N связи; 1944 см-1, относящейся к валентным колебаниям С=О связи; 1029 см-1, относящейся к колебаниям –Р-О-С- групп, что свидетельствует о встраивании фосфора в структуре полученного ПКА. По данным ТГА исследуемый ПКА является достаточно термостойким полимером в интервале температур до 200С (потери массы не превышают 3%). Список использованных источников 1. Алексеев А.Г. Магнитные эластомеры / А.Г.Алексеев, А.Е.Корнев М.: Химия,1987. – 204 с. 2. Артёменко С.Е. Физико-химические основы альтернативной технологии магнитопластов и рациональные области их применения / С.Е.Артёменко, С.Г.Кононенко, А.А.Артёменко // Химические волокна 1998 № 3 С.45-47. 3. Артёменко А.А. Технология высокоэффективных магнитопластов поликонденсационного способа наполнения / А.А.Артёменко, С.Г.Кононенко, С.Е.Артёменко // Пластические массы 1999 №9 С.21-26. 4. Артеменко А.А.Основы технологии высокоэффективных магнитопластов: учебное пособие /А.А. Артеменко, С.Г.Кононенко, Н.Л.Зайцева С.:Химия,2001 37с. 5. Силантьева В.Г.Особенности полимеризации капролактама, катализируемой фосфорной кислотой / В.Г.Силантьева, Л.Н.Мизеровский, А.Н.Быков // Химические волокна 1979 №2 С.22-26. 6. Силантьева В.Г.Полимеризация капролактама в присутствии кислых эфиров фосфорной кислоты /В.Г.Силантьева, Л.Н.Мизеровский, Л.А.Бакина// Химические волокна 1984 №2 С.27-29. 7. Силантьева В.Г. Полимеризация капролактама в присутствии активирующих систем на основе фосфорной кислоты / В.Г.Силантьева, Л.Н.Мизеровский, А.Н. Быков // Химические волокна. – 1987. – №2. – С.19. 8. Деменко Л.С. Эффективные направления создания прогрессивных технологических процессов производства полиамидных текстильных нитей / Л.С.Деменко, В.С.Шаброва, З.М.Родригес, Ю.В.Крайнов, С.С.Рыбин, В.С.Евсюков //Химические волокна 1974 №5 С.15-19. 9. Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон / З.А.Роговин. – В 2-х томах. – М.: Химия, 1974. – Т. 2. –344 с. 10. Мизеровский Т.Н. Действие системы H3PO4–H2O–полиэтилен-гликоль при синтезе поликапроамида / Т.Н.Мизеровский, В.Г.Силантьева // Химические волокна. – 1983. – №3. – С. 22-23. 11. Пат. 2084033 Россия, МКИ5 H01 F 1/133. Способ получения магнитопластов / Артеменко С.Е Кардаш М.М Кононенко С.Г. – №95106266/02; Заявл. 20.04.95; Опубл. 10.07.97. 12. Исследование процесса получения поликапроамида из продукта олигомеризации ε-капролактама / Д.Г.Запольский, Л.В.Кутьина, Т.Н.Биличенко, А.А.Конкин // Химические волокна. – 1974. – №2. – С. 8-9. 13. Никонов Н.Т. Зависимость качества поликапроамида от состава реакционной смеси при гидролитической полимеризации / Н.Т.Никонов, Е.И.Смирнова // Химические волокна. – 1981. – №6. – С. 27-29. 14. Контроль производства химических волокон: справочное пособие/под ред. А.Б. Пакшвера и А.А. Конкина М.:Химия 1967 608с. 15.Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров: в 2-х частях / под ред. В.В. Коршака-М.: Мир, 1983-384с. 16.Инфракрасная спектроскопия полимеров/Под ред. И. Деханта М.: Химия,1976 472 с. 17.Спектральный анализ полимеров/ Л.И. Тарутина, Ф.О. Позднякова Л.: Химия 1986 247с.