RU2500695C1 - Method of preparing nanosuspension for producing polymer nanocomposite - Google Patents
Method of preparing nanosuspension for producing polymer nanocomposite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500695C1 RU2500695C1 RU2012124228/04A RU2012124228A RU2500695C1 RU 2500695 C1 RU2500695 C1 RU 2500695C1 RU 2012124228/04 A RU2012124228/04 A RU 2012124228/04A RU 2012124228 A RU2012124228 A RU 2012124228A RU 2500695 C1 RU2500695 C1 RU 2500695C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanosuspension
- binder
- dispersion
- cnts
- carbon nanotubes
- Prior art date
Links
- 239000006070 nanosuspension Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 41
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 6
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 3
- 238000000527 sonication Methods 0.000 claims 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 8
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 2
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/205—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N2015/0038—Investigating nanoparticles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области изготовления полимерных нанокомпозитов на реактопластичном связующем для космических, авиационных, строительных и других конструкций (стеклопластиков, углепластиков, органопластиков и др.).The invention relates to the field of manufacturing polymer nanocomposites on a thermoplastic binder for space, aviation, building and other structures (fiberglass, carbon fiber, organoplastics, etc.).
Уровень техникиState of the art
Введение в состав полимерного, например полиэфирного, связующего нанокомпозита углеродных нанотрубок (УНТ), образуя таким образом наносуспензию для изготовлении нанокомпозита, существенно повышает прочностные свойства изделий. Причем оптимальная концентрация и равномерное распределение УНТ в связующем играют определяющую роль.The introduction of carbon nanotubes (CNTs) into the composition of a polymer, for example polyester, nanocomposite nanocomposite, thereby forming a nanosuspension for the manufacture of a nanocomposite, significantly increases the strength properties of products. Moreover, the optimal concentration and uniform distribution of CNTs in the binder play a decisive role.
Известны способы приготовления наносуспензии при изготовлении нанокомпозита. Например, для равномерного распределения заранее определенного количества УНТ по объему связующего применяют специальные мешалки с лопастями и камерами прессования с применением также ионизации наночастиц (патент РФ №2301771, МПК В82В 3/00, опубликовано: 27.06.2007).Known methods for the preparation of nanosuspension in the manufacture of nanocomposites. For example, to uniformly distribute a predetermined amount of CNTs over the volume of a binder, special mixers with blades and pressing chambers are also used using ionization of nanoparticles (RF patent No. 2301771, IPC В82В 3/00, published: June 27, 2007).
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления композита «полимер/углеродные нанотрубки» (патент РФ №2400462, МПК С07С 1/00, В82В 1/00, опубликовано: 27.09.2010), в котором для равномерного распределения наночастиц применяют ультразвуковое (УЗ) воздействие на смесь. Ультразвуковое воздействие обеспечивает разрушение агломератов из УНТ и равномерное распределение агломератов все меньшей степени (размера) по объему наносуспензии, однако определение времени диспергирования УНТ в данном способе не предусмотрено. Недостаточное время обработки не обеспечивает равномерности распределения наночастиц, а при чрезмерно продолжительном процессе диспергирования может начаться процесс разрушения наиболее длинных УНТ, что приведет к уменьшению прочности изготавливаемого композита.The closest technical solution is a method of manufacturing a polymer / carbon nanotube composite (RF patent No. 2400462, IPC С07С 1/00, В82В 1/00, published: 09/27/2010), in which ultrasonic (ultrasound) exposure is used to uniformly distribute nanoparticles to the mixture. Ultrasonic exposure ensures the destruction of agglomerates from CNTs and a uniform distribution of agglomerates of a lesser degree (size) in terms of the volume of nanosuspension, however, the determination of the time of dispersion of CNTs in this method is not provided. Insufficient processing time does not ensure uniform distribution of nanoparticles, and if the dispersion process is excessively long, the process of destruction of the longest CNTs can begin, which will lead to a decrease in the strength of the composite being manufactured.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является определение минимально необходимого времени диспергирования УНТ в связующем с целью достижения практически полного диспергирования УНТ.The objective of the invention is to determine the minimum required time for dispersion of CNTs in a binder in order to achieve almost complete dispersion of CNTs.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе приготовления наносуспензии для изготовления полимерного нанокомпозита путем диспергирования углеродных нанотрубок в реактопластичное связующее в процессе ультразвукового воздействия процесс диспергирования углеродных нанотрубок в связующем осуществляют с одновременной фоторегистрацией изменений интенсивности окраски наносуспензии, причем при достижении наносуспензией значений интенсивности окрашивания соответствующих значениям нормированной степени диспергирования в диапазоне от 0,9 до 0,99 ультразвуковое воздействие прекращают, при этом нормированную степень диспергирования для заданной концентрации определяют предварительно, а ультразвуковое воздействие образующейся наносуспензии ведут с интенсивностью в кавитационной зоне в пределах от 15 до 25 квт/м2.The problem is solved due to the fact that in the method of preparing nanosuspension for the manufacture of a polymer nanocomposite by dispersing carbon nanotubes into a thermoplastic binder in the process of ultrasonic treatment, the process of dispersing carbon nanotubes in a binder is carried out with simultaneous photo-registration of changes in the color intensity of nanosuspension, and when the nanosuspension reaches the color intensity values corresponding to values of the normalized degree of dispersion in the range from 0.9 to 0.99, the ultrasonic effect is stopped, while the normalized degree of dispersion for a given concentration is determined previously, and the ultrasonic effect of the resulting nanosuspension is carried out with intensity in the cavitation zone in the range from 15 to 25 kW / m 2 .
Перечень чертежейList of drawings
На фиг.1 приведен пример графической зависимости НСД УНТ от времени обработки. На фиг.2 показаны фото УНТ в исходном состоянии (агломерированном) и после диспергирования.Figure 1 shows an example of a graphical dependence of the NSD of CNTs on processing time. Figure 2 shows a photo of CNTs in the initial state (agglomerated) and after dispersion.
На фиг.3 приведена зависимость прочности изготовленных образцов из полиэфирной смолы от концентрации УНТ и нормированной степени диспергирования.Figure 3 shows the dependence of the strength of the manufactured samples from polyester resin on the concentration of CNTs and the normalized degree of dispersion.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Установлено, что степень диспергирования наночастиц УНТ при заданной концентрации УНТ соответствует интенсивности окраски наносуспензиии, изменяющейся по мере проведения процесса диспергирования при УЗ воздействии. Наилучшие прочностные свойства композит получает в том случае, когда разрушены все агломераты и УНТ равномерно распределены по объему связующего. В этом случае интенсивность окраски наносуспензии принимает максимальное установившееся значение для конкретного соотношения УНТ и связующего, и при дальнейшем воздействии ультразвука не меняется. Определим, что в этом случае наносуспензия имеет нормированную степень диспергирования (НСД) равную 1 (единице). Введение параметра НСД (пропорциональной интенсивности окраски наносуспензии) позволяет оценивать и сравнивать степень диспергирования наносуспензии с самыми разными концентрациями УНТ, поскольку конкретные значения интенсивностей окраски будут различаться, и, порой, весьма существенно. Сразу после введении УНТ в связующее степень диспергирования равна нулю, поскольку вводятся УНТ в виде агломерата, и при смешивании со связующим в условиях УЗ воздействия НСД изменяется от нуля до определенного значения.It was found that the degree of dispersion of CNT nanoparticles at a given concentration of CNTs corresponds to the color intensity of nanosuspension, which changes as the process of dispersion under ultrasonic treatment is carried out. The composite obtains the best strength properties when all agglomerates are destroyed and CNTs are evenly distributed over the binder volume. In this case, the color intensity of nanosuspension assumes the maximum steady-state value for a specific ratio of CNTs and binder, and does not change with further exposure to ultrasound. We determine that in this case the nanosuspension has a normalized degree of dispersion (NSD) equal to 1 (unit). The introduction of the NSD parameter (proportional to the color intensity of nanosuspension) allows us to evaluate and compare the degree of dispersion of nanosuspension with a wide variety of CNT concentrations, since the specific values of the color intensities will vary, and, sometimes, very significantly. Immediately after the introduction of CNTs into the binder, the degree of dispersion is zero, since CNTs are introduced in the form of an agglomerate, and when mixed with a binder under the conditions of ultrasound, the effects of NSD change from zero to a certain value.
По мере деагломерирования и равномерного распределения частиц в связующем происходит изменение интенсивности окраски наносуспензии от прозрачного состояния, через постепенное помутнение до достижения интенсивностью окрашивания установившегося значения. Установившийся уровень интенсивности достигается при определенном времени обработки, при превышении которого уже либо не происходит разрушения остающихся агломератов, либо все наночастицы УНТ распределены равномерно (агломераты в наносуспензии в этом случае отсутствуют). Продолжение процесса УЗ воздействия сверх этого значения бесполезно с точки зрения достижения лучшего диспергирования и вредно с точки зрения сохранности УНТ, которые при длительном УЗ воздействии могут нарушать свою целостность.As deagglomeration and uniform distribution of particles in the binder occurs, the color intensity of the nanosuspension changes from a transparent state, through a gradual turbidity until the color intensity reaches a steady state. The steady-state intensity level is reached at a certain processing time, beyond which either the remaining agglomerates are not destroyed, or all CNT nanoparticles are distributed evenly (there are no agglomerates in nanosuspensions in this case). The continuation of the process of ultrasonic exposure in excess of this value is useless from the point of view of achieving better dispersion and harmful from the point of view of the safety of CNTs, which, with prolonged ultrasonic exposure, can violate their integrity.
Указанный способ реализуют следующим образом. После предварительно полученной оптимальной концентрации УНТ в связующем, в качестве которого выбрана полиэфирная смола, необходимое количество УНТ вводят в жидкотекучее реактопластичное связующее нанокомпозита. После предварительного ручного (или механического) перемешивания УНТ со связующим в смесь вводят УЗ излучатель, подают напряжение на УЗ генератор. УЗ обработка образующейся наносуспензии происходит с интенсивностью в кавитационной зоне в пределах не менее 15…20 квт/м2.The specified method is implemented as follows. After a preliminarily obtained optimal concentration of CNTs in the binder, which is selected as a polyester resin, the required amount of CNTs is introduced into the fluid-flow reactive plastic binder of the nanocomposite. After preliminary manual (or mechanical) mixing of the CNTs with a binder, an ultrasonic emitter is introduced into the mixture, voltage is supplied to the ultrasonic generator. Ultrasonic treatment of the resulting nanosuspension occurs with intensity in the cavitation zone in the range of at least 15 ... 20 kW / m 2 .
При этом ведут фотосъемку (или видеосъемку) направленной камерой через прозрачную стенку сосуда, в котором проводят процесс смешивания УНТ. Обработку изображений по интенсивности окраски и вычисление значений НСД ведут с помощью компьютерной программы «Image Analysis - Media Cybernetics - Image Pro Plus 6.0». Кадры фоторегистрации выбирают с периодичностью 1…4 секунды для того, чтобы полученные значения НСД позволяли построить кривую их изменения достаточно адекватно, учитывая, что время диспергирования наносуспензии, как показывает практика, составляет примерно от 10 сек до нескольких минут в зависимости от вязкости жидкой фазы. Дальнейшая обработка приводит к крайне незначительному увеличению НСД, что практически не влияет на прочность изготавливаемого нанокомпозита (см. фиг.1).In this case, photographing (or filming) is conducted by a directed camera through the transparent wall of the vessel, in which the CNT mixing process is carried out. Image processing by color intensity and the calculation of the values of NSD are carried out using the computer program Image Analysis - Media Cybernetics - Image Pro Plus 6.0. Photorecording frames are selected with a frequency of 1 ... 4 seconds so that the obtained NSD values allow us to construct a curve of their change quite adequately, given that the dispersion time of nanosuspension, as practice shows, is from about 10 seconds to several minutes, depending on the viscosity of the liquid phase. Further processing leads to an extremely insignificant increase in NSD, which practically does not affect the strength of the manufactured nanocomposite (see figure 1).
По мере диспергирования УНТ интенсивность окраски (цвет - серо-черный) наносуспензии возрастает, стремясь к определенному установившемуся значению, соответствующему полному диспергированию нанотрубок в связующем. Это состояние характеризуется полным отсутствием агломератов и на графике зависимости НСД наночастиц от времени обработки соответствует НСД=1.With the dispersion of CNTs, the color intensity (color - gray-black) of nanosuspension increases, tending to a certain steady state value corresponding to the complete dispersion of nanotubes in the binder. This state is characterized by the complete absence of agglomerates and on the graph of the dependence of the NSD of nanoparticles on the processing time corresponds to NSD = 1.
Все промежуточные значения НСД лежат в пределах от 0 до 1. Графики строят для параметра НСД, поскольку конкретные значения интенсивности окрашивания для каждой наносуспензии будут индивидуальны, и анализировать график таких индивидуальных интенсивностей будет значительно сложнее.All intermediate NSD values range from 0 to 1. Graphs are plotted for the NSD parameter, since the specific values of the staining intensity for each nanosuspension will be individual, and it will be much more difficult to analyze the graph of such individual intensities.
На фиг.1 показан график изменения НСД реального процесса диспергирования, причем линия 1 соответствует экспериментальным данным, полученным на основе фоторегистрации, а линия 2 - сглаженная аппроксимация экспериментальной кривой. Исходя из вышеизложенного, для данного примера необходимое время УЗ обработки, при котором значение НСД наночастиц достигает значения, близкого к единице, соответствует 12…14 сек, а время начала массового деагломерирования УНТ составляет 6,4 сек. Отсюда следует вывод, что можно достаточно точно задать время У3-обработки, соответствующее достижению интенсивностью заранее заданного значения. Для производственных целей определены пределы таких значений в интервале 0,9…0,99. Учитывая большое разнообразие свойств УНТ и связующих, время диспергирования может различаться для разных сочетаний многократно. Поэтому определение времени диспергирования с использованием заявляемого способа позволит существенно сократить время разработки технологических процессов изготовления нанокомпозитов.Figure 1 shows a graph of the changes in the NSD of the real dispersion process, and
Для подтверждения зависимости прочностных характеристик от концентрации УНТ и НСД проведены эксперименты. Использовались многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ), обладающие следующими индивидуальными характеристиками: внешний диаметр 15,0÷40,0 нм, длина ≥2 мкм, количество слоев 5÷8, удельная площадь поверхности 200÷250 м2/г.Перед введением в связующее УНТ подвергали термической обработке в сушильном шкафу при температуре ~200°C в течение 5 минут. Взвешивание каждой вводимой дозы УНТ производили на электронных весах фирмы "KERN-770-60" (ФРГ) (класс точности по ГОСТ 24104-88 - 1). Первые образцы были получены без введения УНТ. Затем были изготовлены образцы с введением первой дозы УНТ в размере 0,001% и т.д. После добавления очередной дозы УНТ в наносуспензию в количестве ~0,001% (на 1000 г связующего 0,01 г УНТ) и перемешивания в емкости с воздействием ультразвука путем погружения ультразвукового диспергатора ЛУЗД-1,5/21-3,0. Время ультразвуковой обработки определяли по достижению НСД величины 0,95(для различных концентраций время обработки менялось от 10 до 18 сек). В качестве матрицы была выбрана ненасыщенная изофталиевая неопентильгликолиевая полиэфирная смола B71731AL производства фирмы «Cray Valley». В качестве катализатора отверждения смолы использовался пероксид метилэтилкетона (производитель «Бутанокс»). Катализатор добавлялся в количестве 1% от массы смолы. Смола с катализатором перемешивалась вручную в течение 30÷40 секунд. Приготовленную композицию вакуумировали в вакуумной камере при 700 мм. рт.ст. (0,92 кг/см2) примерно 4 минуты до полного удаления газовых включений, потом заливали в формы и проводили дополнительно вибрационную обработку в форме примерно 10÷15 минут. Размер образцов составил 200×25×5 мм, что соответствует общепринятым правилам изготовления образцов для испытаний.To confirm the dependence of the strength characteristics on the concentration of CNTs and NSDs, experiments were performed. We used multilayer carbon nanotubes (MWNTs) with the following individual characteristics: outer diameter 15.0–40.0 nm, length ≥2 μm, number of layers 5–8, specific surface area 200–250 m 2 / g. Before introduction into the binder CNTs were heat treated in an oven at a temperature of ~ 200 ° C for 5 minutes. Weighing of each injected dose of CNTs was carried out on an electronic balance of KERN-770-60 company (Germany) (accuracy class according to GOST 24104-88 - 1). The first samples were obtained without the introduction of CNTs. Then, samples were made with the introduction of the first dose of CNTs in the amount of 0.001%, etc. After adding a regular dose of CNTs to nanosuspension in an amount of ~ 0.001% (per 1000 g of a binder 0.01 g CNTs) and mixing in a container with the action of ultrasound by immersion of an ultrasonic dispersant LUZD-1.5 / 21-3.0. The ultrasonic treatment time was determined by reaching a NSD value of 0.95 (for various concentrations, the processing time varied from 10 to 18 seconds). The unsaturated isophthalic neopentyl glycol polyester resin B71731AL manufactured by Cray Valley was selected as the matrix. Methyl ethyl ketone peroxide (manufactured by Butanox) was used as a resin curing catalyst. The catalyst was added in an amount of 1% by weight of the resin. The resin with the catalyst was manually mixed for 30–40 seconds. The prepared composition was evacuated in a vacuum chamber at 700 mm. Hg (0.92 kg / cm 2 ) for about 4 minutes until the gas inclusions are completely removed, then they are poured into molds and an additional vibration treatment is performed in the mold for about 10-15 minutes. The size of the samples was 200 × 25 × 5 mm, which corresponds to the generally accepted rules for the manufacture of samples for testing.
Отверждение полиэфирной смолы проводили при комнатной температуре. Заготовки прошли термообработку (постотверждение) при 80°C в течение 3 часов. Испытания образцов на изгиб проводили на испытательной машине FP 100/1. По полученным экспериментальным значениям строили график зависимости прочности на изгиб образцов от концентрации УНТ при различных значениях НСД (фиг.3).The curing of the polyester resin was carried out at room temperature. The preforms were heat-treated (post-cured) at 80 ° C for 3 hours. Bending tests of the samples were carried out on a
Необходимо отметить, что данный способ позволяет нивелировать параметры УЗ воздействия, которые могут менять форму графика и смещать его по времени.It should be noted that this method allows you to level the parameters of ultrasound exposure, which can change the shape of the graph and shift it in time.
Для иллюстрации на фиг.2(а) показаны углеродные нанотрубки в исходном состоянии (агломерированные) (НСД=0), и на фиг.2(б) - нанотрубки, равномерно распределенные в жидкотекучем связующем, здесь НСД практически очень близка единице.For illustration, Fig. 2 (a) shows carbon nanotubes in the initial state (agglomerated) (NSD = 0), and Fig. 2 (b) shows nanotubes uniformly distributed in a fluid binder, here the NSD is almost very close to unity.
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012124228/04A RU2500695C1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Method of preparing nanosuspension for producing polymer nanocomposite |
| EA201401314A EA024552B1 (en) | 2012-06-13 | 2012-12-21 | Method for producing a nano-suspension for manufacturing a polymer nano-composite |
| PCT/RU2012/001092 WO2013187794A1 (en) | 2012-06-13 | 2012-12-21 | Method for producing a nano-suspension for manufacturing a polymer nano-composite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012124228/04A RU2500695C1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Method of preparing nanosuspension for producing polymer nanocomposite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2500695C1 true RU2500695C1 (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=49710977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012124228/04A RU2500695C1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Method of preparing nanosuspension for producing polymer nanocomposite |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA024552B1 (en) |
| RU (1) | RU2500695C1 (en) |
| WO (1) | WO2013187794A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605814C1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "НОВЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ" | Method of processing of fine and hybrid composite filling materials |
| RU2743566C1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-02-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method for increasing tensile strength of fiber composits by means of preliminary modification of carbon fibers with carbon nanotubes and molecules containing amino groups |
| RU2743565C1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-02-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method for increasing the tensile strength of fibrous composites by strengthening the matrix-filler interface of carbon fibers with functionalized carbon nanotubes |
| RU2791702C1 (en) * | 2021-12-30 | 2023-03-13 | Акционерное общество "Центр научно-технических услуг "ЦАГИ" | Method for producing nanomodified thermoplastic binder with enhanced strength characteristics |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU179079A1 (en) * | Б. С. Тульчинский, Л. К. Дереза , В. Б. Названов | METHOD FOR DETERMINING QUALITY SUSPENSION FROM FIBER RAW MATERIALS | ||
| SU1500917A1 (en) * | 1987-07-13 | 1989-08-15 | Винницкий политехнический институт | Arrangement for checking concentration of weighed particles |
| RU2400462C1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-09-27 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" | Method of preparing polymer/carbon nanotubes composite on substrate |
| RU2415884C2 (en) * | 2008-12-01 | 2011-04-10 | Институт новых углеродных материалов и технологий (Закрытое акционерное общество), (ИНУМиТ (ЗАО)) | Method of producing nano-modified binder, binder and prepreg based on said binder |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7776604B2 (en) * | 2003-04-01 | 2010-08-17 | Cabot Corporation | Methods of selecting and developing a particulate material |
-
2012
- 2012-06-13 RU RU2012124228/04A patent/RU2500695C1/en active
- 2012-12-21 WO PCT/RU2012/001092 patent/WO2013187794A1/en not_active Ceased
- 2012-12-21 EA EA201401314A patent/EA024552B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU179079A1 (en) * | Б. С. Тульчинский, Л. К. Дереза , В. Б. Названов | METHOD FOR DETERMINING QUALITY SUSPENSION FROM FIBER RAW MATERIALS | ||
| SU1500917A1 (en) * | 1987-07-13 | 1989-08-15 | Винницкий политехнический институт | Arrangement for checking concentration of weighed particles |
| RU2415884C2 (en) * | 2008-12-01 | 2011-04-10 | Институт новых углеродных материалов и технологий (Закрытое акционерное общество), (ИНУМиТ (ЗАО)) | Method of producing nano-modified binder, binder and prepreg based on said binder |
| RU2400462C1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-09-27 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" | Method of preparing polymer/carbon nanotubes composite on substrate |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605814C1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "НОВЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ" | Method of processing of fine and hybrid composite filling materials |
| RU2743566C1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-02-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method for increasing tensile strength of fiber composits by means of preliminary modification of carbon fibers with carbon nanotubes and molecules containing amino groups |
| RU2743565C1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-02-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method for increasing the tensile strength of fibrous composites by strengthening the matrix-filler interface of carbon fibers with functionalized carbon nanotubes |
| RU2791702C1 (en) * | 2021-12-30 | 2023-03-13 | Акционерное общество "Центр научно-технических услуг "ЦАГИ" | Method for producing nanomodified thermoplastic binder with enhanced strength characteristics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA024552B1 (en) | 2016-09-30 |
| EA201401314A1 (en) | 2015-03-31 |
| WO2013187794A1 (en) | 2013-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cooperstein et al. | 3D printing of porous structures by UV-curable O/W emulsion for fabrication of conductive objects | |
| CN106366615B (en) | A kind of nano-cellulose/photocurable resin material and the preparation method and application thereof for 3 D-printing | |
| da Costa et al. | RTM processing and electrical performance of carbon nanotube modified epoxy/fibre composites | |
| RU2500695C1 (en) | Method of preparing nanosuspension for producing polymer nanocomposite | |
| Chen et al. | Curing characteristics of ceramic stereolithography for an aqueous-based silica suspension | |
| Ni et al. | A cross-linking strategy with moderated pre-polymerization of resin for stereolithography | |
| Sun et al. | Shrinkage stress of thermal cured epoxy resin reduced by addition of functional hollow microspheres | |
| Khan et al. | Synthesis and Characterization of Carbon Fibers and their Application in Wood Composites. | |
| D'Auria et al. | Magnetic field-structuring as versatile approach to shape the anisotropic mechanical response of composite foams | |
| CN117658657A (en) | A kind of light-curing 3D printing fiber-reinforced ceramic matrix composite slurry and preparation method | |
| Vidakis et al. | Cost-effective bi-functional resin reinforced with a nano-inclusion blend for vat photopolymerization additive manufacturing: the effect of multiple antibacterial nanoparticle agents | |
| RU2497843C2 (en) | Method of producing high-strength polymer nanocomposite | |
| CN110041662B (en) | Preparation method of polymer gradient composite material based on 3D printing | |
| Naidoo et al. | Effect of milled fish scale powder reinforcement on physical properties of ether‐based polyurethane foam composite | |
| Marnot et al. | Print Speed Optimization for UV-Assisted 3D Printing of Lunar Regolith Simulants Composite Inks | |
| DE102009038531B4 (en) | Process for the preparation of phenolic resin foams using a microwave-sensitive material, foam structure produced by this process and their use | |
| RU2791702C1 (en) | Method for producing nanomodified thermoplastic binder with enhanced strength characteristics | |
| RU2598477C1 (en) | Method for producing filled epoxy compounds | |
| Jiang et al. | A novel method for the manufacturing of thick composites | |
| CN108467571B (en) | A kind of resistivity wide distribution conductive composite material and preparation method thereof | |
| US20200140649A1 (en) | Process for preparing suspensions of carbon nanotubes in polymers, suspensions thus obtained, and their use in production of composites | |
| RU2832508C1 (en) | Method of producing composite filament for 3d printing | |
| Jianfeng et al. | Preparation and properties of carbon fiber/hydroxyapatite‐poly (methyl methacrylate) biocomposites | |
| DE19828586A1 (en) | Sheet moulding compostion | |
| Zakeri et al. | OPTIMIZING PHOTOCURING PROPERTIES OF CERAMIC SLURRIES IN STEREOLITHOGRAPHY |