Электропроводящая полимерная композиция

Электропроводящая полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<о665665

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28 09,77 (21) 2530375/23-05 (51)М. Кл.

С 08 L 23/02

С 08 К 3/22 с присоединением заявки М

Государстаеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК 678.742. .04 (088.8) Опубликовано 231080, Бюллетень Мо 39

Дата опубликования описания 23. 10. 80

Ю.И. Василенок, A.Ñ. Деянова, В.Н. Лагунова, Л. Н. Белоногкй и В.И . Иванов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к электропроводящим полимерным материалам, которые применяются для изготовления токонесущих конструкций в различных 5 электрофкзических установках и фантомах при моделировании процессов передачи и накопления энергии в объемах облучаемых объектов в микродозиметрии и радиобиологии.

Так как большинство моделирующих приборов, используемых в микродозиметрии и радиобиологии, являются

Электроизмерительными йриборами, состоящими из.токонесущих детапей к деталей, выполненных из диэлектри» ка, то необходимо создание как электропроводящих,так к диэлектрических воздухоэквивалентных полимерных материалов. 20

Прн этом воздухоэквивалентные материалы должны иметь эффективный атомный номер по отношению поглощения данного вида ионизирующего излучения, близкий к атомному номеру воздуха„, 25

Эффективный атомный номер воздуха по фотоэффекту (Z j ) равен 7,23411).

Создание воздухоэквивалентных пластмасс особенно необходимо для иссле- а() дования эффектов на нейтронах и тяжелых заряженных частицах.

Известна электропроводящая композиция, получаемая путем смешения измельченных в порошок полиэтилену-, углерода и азотнокислого аммония 111 .

Однако такая композиция обладает недостаточной гомогенностью и проводимостью, причем после повторной переработки проводимость становится сов» сем неудовлетворительной. Кроме того недостаточная воэдухоэквивалентность указанной композиций (с точностью до 25%) ограничивает ее применение.

Известна также электропроводящая композиция на основе полиолефина, напримеР полиэтилена, технического углерода (сажи) и меламина (2) . Однако 2зфве этой композиции составляет 5,65,т .е . относительное отклонение эффективного атомного .номера известной композиции от 7Вфлс воздуха

7, Ъ4- ь 1ООо/ "- 100сто=21,9 Ь®22о .o" т.е. известная композиция эквивалентна воздуху с точностью до 22%.

665665

6,0 10-2,1 10

Такая точность совершенно неприемлема при создании приборов, моделирующих процессы передачи и накопления энергии в чувствительных объемах облучаемых объектов в микродозиметрии и радиобиологии.

С целью повышения ноздухоэкнивалентности по фотозффекту композиция, содержащая полиолефин, технический углерод (сажу) и меламин, дополнительно содержит закись меди при следующем соотношении компонентов, нес.Ъ:

Полиолефин 52,9-53,1

Технический углерод (сажа) 19,9-20,1

Меламин 26,0-26,2

Закиси меди 0,8 -l,0

Предлагаемая композиция имеет следующий элементарный состав, вес.Ъ:

Н 8,9-8,8, С 72,7-72,9, и 17,3-17,4;

О 0,2-0,1, Си 0,9-0,8 и эффективный .атомный номер по фотоэффекту 7,25, т. е. относительное отклонение Я .

° предлагаемой композ иции от Z Э, ф воздуха составляет

7 ЙЪ4-7

7 2.Ь4 ао (= .egg c(o(0,3о(„, Таким образом предлагаемая композиция эквивалентна воздуху с более высокой точностью (« в 75 раз), чем известные композиции, и сочетает нысокую ноздухоэквивалентность с хорошей электропронодностью и достаточной прочностью.

Предлагаемая композиция также обладает следующими свойствами, Удельное объемное электрическое сопротивление ь Б (Pq ), Ом см 7,0 10-1,7 10

Удельное поверхностное электрическое сопротивление (gc ), Ом

Разрушающее напряжение при растяжении (Ър ), кгс/см 1 105-200

Относительное удлинение при разрыве (Я ), Ъ 10-160

В качестве полиолефина могут быть использованы, например, полиэтилен низкой или высокой плотностей, сополимер этилена с пропиленом или альфабутиленом или смесь полиэтилена с сополимером этилена и т.д.

Предлагаемая ноздухоэквивалентная электропронодящая полимерная ком.позиция может быть получена путем смещения компонентов при повышенных температурах, например на вальцах, в смесителях тяжелого типа и в экструдерах .

Пример 1. 52,9 вес.Ъ полиэтилена низкрй плотности, 19,9 вес.Ъ технического углерода (печной сажи), 26,2 вес.Ъ меламина и 1,0 нес.Ъ закиси меди смешивают на зальцах при температуре 140иС в течение 15 мин до образования гомогенного "полотна".

Полученное "полотно" разрезают на полосы шириной 30-40 мм и затем экструдируют в виде прутков при

170-1800c с последующим их дроблением на роторной дробилке. Изготовленные методом прессования образцы t имеют следующие свойства: P+ =6,0

10и Ом и pq = 7,0 103 Ом см при те2мпературе 20+3 С, Ър =- 105 кгс/см и E = 10Ъ.

Элементарный состав композиции, вес.Ъ: Н 8,8; С 72,7 М 17,4, О 0,2, Си 0,9.

После понторной переработки полученной композиции на нальцах и экструзии f)g и О< практически не изменяются, ранняясь соответственно 7,0 ° 10> Ом и 7,8 10 0м см.

62./Z композиция составляет (О, ЗЪ, т .е . композиция ноэдухоэкниналентна с точностью до О,ЗЪ.

Пример 2. 53,1 нес.Ъ полиэтилена высокой плотности, 20,1 нес.Ъ

zехнического углерода (ацетиленовой сажи), 26,0 нес.Ъ меламина и 0,8 нес.Ъ: закиси меди смешивают на нальцах при

160оС н течение 15 мин до образования гомогенного "полотна". Полученное

"полотно" разрезают на полосы шириной

30-40. мм и затем экструдируют н виде прутков при 180-190 С с последующим о нх дроблением на роторной дробилке .

Изготовленные методом прессования образцы имеют следующие снойства:

pc = 9,0 10 Ом и, = 8,0 10 Ом см, при температуре 20 + 3 С и Ь„,=

:?00 кгс/см .

Элементарный состав композиции, нес. Ъ: Н 8,9, С 72,9, и 17, 3, О 0,1;

Си 0,8, После повторной переработки полученной композиции на зальцах и экструзии Р> и gg практически не изменяются, равняясь соответственно

8, .104 Ом и 7,3 104 Ом см. А комгозчции составляет l.О,ЗЪ, т,е, композиция ноздухоэквиналентна с точностью до О,ЗЪ.

П р имер 3, 32 9 нес Ъ полиэтилена высокой плотности, 20,0 нес.Ъ полиизобутилена, 19,9 нес.Ъ технического углерода (печной сажи), 26,2 нес.Ъ меламина и 1,0 нес.Ъ закиси меди смешивают на нальцах при

160>C в течение 15 мин до образования гомогенного "полотна". Полученное "полотно" разрезают на полосы шириной 30-40 мм и затем экструдируют н виде прутков при 180-190 (. с последующим их дроблением на ро.торной дробилке . Изготовленные методом прессования образцы имеют сгледующие свойства: p = 4, О 104Ом и ,Р = 2,1 10 40м см при температу зе

20+ЗнС, ор = 150 кгс/см и E 100 1.

Элементарный состав композици <, вес.Ъ: Н 8,8;С 72,7,N 17,4;О 0,2;,Си09

665665

После повторной переработки полученной композиции на вальцах и экструзии Р и Ц практически не изменяются, равняясь соответственно

4,3i10 Ом и 2,5 104 Ом см. Ь . /Z композиции составляет 8 0,3%, т.е. композиция воздухоэквивалентна с .точностью до 0,3%, Пример 4. 53,0 вес.% сопо- лимера этилена с пропиленом (соотношение 5:5 по весу), 20,0 вес.% технического углерода (печной сажи), 26,1 вес.% меламина и 0,9 вес.% закиси меди смешивают на вальцах при

60ОС в течение 15 мин до образования гомогенного "полотна". Полученное "полотно" разрезают на полосы шириной 30-40 мм и затем экструдируют в виде прутков при 180-190 С с последующим их дроблением на ро-. торной дробилке . Изготовленные методом прессования образцы имеют следующие свойства: О = 2,1 ° 1050v и Я = 1,7 10 Ом см при температуре

20+&С, bp = 140 кгс/см и Е = 160%.

Элементарный состав композиции, вес%: Н88, с 72 9, и 17 4, ОО 1, Си 0,8.

После повторной переработки полученной композиции на вальцах и экструзии,Р< и Я, практически не изменяются, равняясь соответственно

2,9%05 Ом и 2,5 10 Ом см. А2 /Z композиция составляет (0,3%, т.е. композиция воздухоэквивалента с точностью до Ор3%

Пример 5. 53,0 вес.% сопо- 3 лимера этилена с оС -бутиленом (соотношение 98:2 по весу), 20,0 вес.% технйческого углерода (печной сажи), 26,1 вес.% меламина и 0,9 вес.% эакиси меди смешивают на вальцах при

1600С в течение 15 мин до образования гомогенного "полотна". Полученное

"полотно" разрезают на полосы шириной 30-40 мм и затем экструдируют в виде прутков при 180-190оС с последующим их дроблением на роторной дробилке . Изготовленные методом прессования образцы .имеют следующие свойства:.P - =9,7 104 Ом и Я 8,0 0,14"

Ом см при температуре 20+ЗОС, Ър

115 кгс/см " и F 40%. 5

Элементарный состав композиции, вес.%: Н 8,9; С 72,2; и 17,3, О 0,2

Си 0,9.

После повторной переработки полученной композиции на вальцах и экструзии р и р< практически не изменяются, равняясь соответственно

1, 4 105 Ом и 9, 8 i 10" Ом см.52/ " композиции составляет (0,3%, т.е. композиция воздухоэквивалентна с точностью до 0,3%.

Пример 6. 32,9 вес.% полиэтилена высокой плотности, 20,0 вес.% сополимера этилена с винилацетатом (соотношение 80:20 по весу), 19,о вес.% технического углерода (печной сажи), 26,2 вес.% меламина и 1,Овес.% окиси кальция смешивают на вальцах при 160ОС в течение 10 мин до образования гомогенного "полотна". Полученное "полотно" разрезают на полосы шириной 30-40 мм и затем экстру-. дируют в виде прутков при 180-1900С с последующим их дроблением на ротор ной дробилке . Изготовленные методом прессования образцы имеют следующие свойства: p+ 6,5 10 Ом и р 5,7 ° 10 0м см, Ор175 кгс/см и 5. 70%.

Элементарный состав композиции, вес.%: Н 8,8; С 72,7; N 17,4, О 0,2, Си 0,9. АХ/Z. композиции составляет 0,3%, т,е. композиция воздухоэквивалентна с точностью до 0,3% .

После повторной переработки полученной композиции на вальцах и экструзии ) и Р< практически не изменяются, равняясь соответственно

7,9104 Ом и 6,3 10"Ом см.

Предлагаемая воздухоэквивалентная электропроводящая полимерная композиция эквивалентна воздуху с высокой точностью (1 О, ЗЪ ), что повыаает надежность, качество и точность изме рений изготовляемых приборов, моделирующих процессы передачи и накопления энергии в чувствительных объемах облучаемых объектов. Это имеет большое значение для создания различных средств дозиметрического и радиометрического контроля, проведения различных фантомных и модельных экспериментов в связи с широким использованием радиоактивных веществ в народном хозяйстве, добычей руд, содержащих радиоактивное сырье, а также увеличением количества работ по изучению свойств различных ра, цио- активных источников.

Использование предлагаемой воз— духоэквивалентной электропроводящей полимерной композиции для указанных целей даст экономический эффект

37,5 тыс, руб. на 1 т композиции за счет исключения брака при изготовлении изделий и устранения случаев отказа в работе приборов.

Формула изобретения

Электропроводящая полимерная композиция, содержащая полиолефин, технический углерод и меламин, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения воздухоэквивалентности по фотоэффекту композиции, она дополнительно содержит закись меди при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиолефин 52,9-53,1

Технический углерод 19,9-20,1

665665

Составитель А; Куликова

Редактор Е. Месропова Техред И. Асталош Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7819/73 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

В ° Ю«

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Меламин 26,0-26,2

3 а к ись меди 0,8-1,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Harald M, Rossi, G. Га11 la, Nuclleonics. 1956, v. 14, М 2, р . 32

2. Авторское свидетельство СССР

9 376400, кл . С 08 L 23/06, 1974.