Нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал

Нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал

Реферат

Изобретение относится к полимерным пленочным материалам, модифицированным нанокомпозитными соединениями, с улучшенными функциональными свойствами, в частности, прочностными характеристиками, предназначенным для применения в электронной промышленности, электротехнике, машиностроении.

Известна полимерная нанокомпозитная толстая пленка, патент РФ №2404915, В82В 3/00, опубл.: 27.11.2010 г., получаемая формованием полимерной матрицы воздействием тепловой энергии при постоянном давлении на исходную полимерсодержашую композицию, модифицированную наночастицами металла с размером до 30 нм, при этом параметры температуры, давления и время воздействия выбирают из условия обеспечения порога сверхпластичности, достижение которого контролируют визуально.

Недостатком известного решения является то, что не обеспечивается равномерное распределение наночастиц в объеме полимера, микроструктура пленки не является изотропной, следовательно, такая пленка не является качественной и не может гарантировать повышения механических параметров получаемого пленочного материала.

Известна пленка полиарилсульфоновая марки ПСФ-Т1 (ТУ 6365-008-07615973-12), принятая в качестве прототипа.

Недостатками известного полиарилсульфонового пленочного материала являются механические характеристики, требующие повышения.

Задачей изобретения является получение полиарилсульфонового пленочного материала с равномерным упорядоченным распределением наночастиц в матрице полимера, обладающего повышенными механическими характеристиками.

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в том, что нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал содержит наночастицы Cu/С или Ni/C, размером 90-100 нм, в полимерной матрице в количестве 0,002%. И использован полиарилсульфон марки ПСФ-190 (ТУ 2226-468-00209349-2010).

Нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал получали следующим образом.

Готовили суспензию нанокомпозита Cu/С или Ni/C, с размером частиц 90-100 нм, (ТУ 2494-001-0752163-2010), в среде диметилсульфоксида.

Приготовление суспензии:

- механохимическое совмещение, перетир в ступке в течение 5 минут при порционном добавлении жидкости;

- ультразвуковая обработка в ультразвуковой ванне, в течение 7 минут.

Суспензию перемешивали с гранулированным полиарилсульфоном.

Равномерное распределение наночастиц, нанесенных на поверхность гранул полисульфона в объеме полимера, осуществляли в зонах материального цилиндра экструдера.

Были изготовлены методом экструзии образцы пленочного материала с различной концентрацией (0,002 мас.%, 0,005 мас.%, 0,01 мас.%) наночастиц Cu/С и Ni/C в полимерной матрице. Опытным путем было выяснено, что содержание меньшей концентрации наночастиц в полиарилсульфоновом пленочном материале не оказывает ощутимого эффекта на его механические свойства и является нецелесообразным.

В таблице 1 приведены примеры характеристик композиций с различным содержанием медь-углеродного (Cu/С) и никель-углеродного (Ni/C) нанокомпозита.

№ п/п	Параметры	(прототип)	ПСФ-190+Cu/CHK	ПСФ-190+Ni/CHK
0,002%	0,005%	0,01%	0,002%	0,005%	0,01%
1	Показатель текучести расплава г/10 мин (325°С, р=2,16 кг)	6,9	7,2		8,8	7,56		7,5
2	Толщина пленки, мкм	44	48	51	43	43	47	43
3	Прочность при растяжении, МПа	56,5	70,95	77,72	78,44	74,88	78,4	78,6
4	Относительное удлинение при разрыве, %	99	143,6	41,4	24,3	99,4	91,7	18,6
5	Относительное удлинение верхнего предела текучести, %	3,6	5,3	6,0	5,9	5,7	6,0	6,1

Из таблицы следует, что по прочностным характеристикам материал имеет явное преимущество, по сравнению с прототипом.

Предлагаемый нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал прост в изготовлении, технологичен. Повышение прочностных показателей даст возможность расширить область его применения и увеличить ресурс работы изделий, в составе которых он применяется.

Нанокомпозитный полиарилсульфоновый пленочный материал, отличающийся тем, что он содержит наночастицы Cu/С или Ni/C размером 90-100 нм в полимерной матрице в количестве 0,002% и использован полиарилсульфон марки ПСФ-190.