PL223803B1 - Masa ceramiczna o właściwościach dylatancyjnych i zastosowanie masy ceramicznej - Google Patents

Abstract

Masa ceramiczna o właściwościach dylatancyjnych, w której krzemionka jest zdyspergowana w ciekłym związku organicznym, charakteryzuje się tym, że zawiera mieszaninę nanokrzemionki i amorficznej krzemionki biogenicznej, przy czym udział krzemionki biogenicznej wynosi od 3 do 25% obj. w stosunku do objętości fazy stałej, a całkowite stężenie fazy stałej w masie wynosi od 15 do 50% obj.. Wynalazek dotyczy także zastosowania masy ceramicznej do impregnacji tkanin polimerowych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest masa ceramiczna na bazie krzemionki, wykazująca efektywne właściwości dylatancyjne (masa zagęszczana ścinaniem), a także zastosowanie takiej masy. Masa może być wykorzystana do impregnacji tkanin aramidowych - takie połączenia stosowane są w technologii liquid armours, tj. w technologii ciekłych pancerzy ceramicznych.

Efekt dylatancyjny, zwany zagęszczeniem przez ścinanie, ma miejsce, kiedy rosnąca szybkość ścinania indukuje wzrost lepkości układu - im większa szybkość ścinania, tym większa lepkość. Jest to efekt odwrotny w stosunku do rozrzedzania ścinaniem, zwanego dawniej efektem pseudoplastyc znym, gdzie wraz z rosnącą szybkością ścinania maleje lepkość badanego układu. Ten drugi efekt jest częściej spotykany w układach o znaczeniu technologicznym, niemniej, efekt zagęszczania ścinaniem, ze względu na swą specyfikę, stwarza szerokie możliwości związane z jego potencjalnymi zastosowaniami. W literaturze naukowej dotyczącej reologii można znaleźć wiele opracowań dotyczących płynów zagęszczanych ścinaniem: [Chadwick M.D., Goodwin J.W., Vincent B., Lawson E.J., Mills P.D.A., Rheological behaviour of titanium dioxide (uncoated anatase) in ethylene glycol, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2002, 196, 235-245, Hoffman R. L., Explanation for the cause of shear thickening in concentrated colloidal suspensions, Journal of Rheology, 1998, 42, 111-123, Lee Y. S., Wagner N.J., Dynamic properties of shear thickening colloidal suspensions, Rheological Acta 2003, 42, 199-208, Chryss A.G., Bhattacharya S. N., Pullum L., Rheology of shear thickening suspension and the effects of wall slip in torsional flow, Rheological Acta 2005, 45, 124-131, Boersma W.H., Laven J., Stein H.N., Computer simulations of shear thickening of concentrated dispersions, Journal of Rheology, 1995, 39, 841-860, Bergstrom L., Shear thinning and shear thickening of concentrated ceramic suspensions. Colloids and Surfaces, A: Physicochemical and Engineering Aspects, 1998,133, 151-155].

Opublikowano również pewną ilość prac traktujących o potencjalnym zastosowaniu mas zagęszczanych ścinaniem. Ciekawym sposobem wykorzystania właściwości dylatancyjnych mas ceramicznych jest zaawansowany pancerz służący ochronie ciała żołnierza, tzw. liquid armour [Wetzel E.D., Lee Y.S., Egres R.G., Kirkwood K.M., Kirkwood J.E., Wagner N.J., The Effect of Rheological Parameters on the Ballistic Properties of Shear Thickening Fluid (STF) - Kevlar Composites. NUMIFORM 2004, Lee Y., Wetzel E., Egres Jr R., Wagner N., Advanced Body Armor Utilizing Shear Thickening Fluids Army Research Laboratory Aberdeen Proving Ground, 2009]. Tkaninę aramidową impregnuje się rozcieńczoną etanolem zawiesiną o właściwościach dylatancyjnych, a po wysuszeniu alkoholu, pojedyncze warstwy tkaniny składa się w kilkuwarstwowe pakiety w celu optymalizacji efektu ochronnego (US7226878). Ciekły pancerz ceramiczny powinien skutecznie chronić ciało żołnierza przed pociskami i możliwością zranienia nożem, bagnetem itp. W momencie ataku, szybkie, gwałto wne uderzenie w pancerz indukuje skokowy wzrost lepkości w warstwie cieczy dylatancyjnej, co w połączeniu z wytrzymałością tkaniny aramidowej nie pozwala rozerwać bądź uszkodzić pancerza, a co za tym idzie - także/przede wszystkim ciała człowieka. Wśród badaczy zajmujących się wykorzystaniem zawiesin o właściwościach dylatancyjnych temat ciekłych pancerzy ceramicznych cieszy się szczególnym zainteresowaniem, stąd duża liczba publikacji na ten temat. Warto na przykład wspomnieć o badaniach M. Zecera, który wraz z innymi badaczami z University of Delaware badał odporność tkaniny aramidowej zaimpregnowanej płynem o właściwościach dylatancyjnych na pchnięcia nożem. Ciekły komponent pancerza otrzymywano przez zmieszanie krzemionki o średniej wielkości ziarna 450 nm z poli(glikolem etylenowym) o masie cząsteczkowej 200 g/mol. Udział krzemionki w objętości mieszaniny sięgał 52%. Koloidalna ciecz wykazywała wzrost lepkości przy wartości szybkości ścinania ok. 20 s^- . Przed impregnacją materiału ciecz była trzykrotnie rozcieńczana alkoholem etylowym. Maty nasączano mieszaniną, wyżymano w celu usunięcia nadmiaru płynu, a następnie suszono w temperaturze 65°C przez 30 minut. Tak spreparowany materiał układano w warstwy tworząc cele do uderzeń ostrzem [Decker, M.J., Haibach C.J., Nama C.H., Wagner N.J., Wetzel E.D., Stab resistance of shear thickening fluid (STF)-treated fabric Composites Science and Technology, 2007, 67, 565-578]. Podobne badania prowadzili japońscy uczeni V.B.C. Tan, T.E. Tay i W.K. Teo. W swoich badaniach nad impregnacją włókien aramidowych za pomocą cieczy dylatancyjnych stosowali jednak wodne zawiesiny SiO₂. Krzemionka (Nissan Chemicals MP 1040) o średnim rozmiarze ziarna 100 nm została zdyspergowana w wodzie za pomocą mieszadła magnetycznego i mieszana przez 3 h. Wodę wybrano ze względu na dobrą zwilżalność powierzchni włókien Twaronu®. Badano zawiesiny o stężeniu 20, 40, 50% wagowych krzemionki. Badania wykazały, że materiał aramidowy zaimpregnowany zawiesiną

PL 223 803 B1 zagęszczaną ścinaniem zwiększał swoje zdolności ochronne. Optymalne efekty dawał sześciowarstwowy układ tkaniny aramidowej zaimpregnowanej zawiesiną o stężeniu krzemionki 40% wag.

Zastosowanie cieczy zagęszczanych ścinaniem do produkcji ciekłych pancerzy ceramicznych nie wyczerpuje możliwości aplikacyjnych efektu dylatancyjnego. Prowadzone są liczne badania związane z użyciem cieczy zagęszczanych ścinaniem jako medium roboczego w konstrukcjach przem ysłowych czy biomedycznych, których głównym zadaniem byłoby absorbowanie energii uderzeń czy wstrząsów - mogą to być na przykład amortyzatory pojazdów mechanicznych czy urządzenia chroniące budynki przed wstrząsami sejsmicznymi. Prowadzone są także badania nad zastosowaniem cieczy zagęszczanych ścinaniem w elementach chroniących sportowców przed upadkiem, np. osłony na łokcie, kolana, głowę, itp.

Dużą popularnością wśród badaczy zajmujących się efektem dylatancyjnym w zawiesinach proszków ceramicznych cieszy się krzemionka - SiO₂. Jako faza stała cieczy zagęszczanych ścinaniem jest ona łatwo dostępna, tania, lekka i twarda zarazem. W handlu dostępne są proszki krzemionkowe o różnym rozmiarze i kształcie ziarna. Badacze zajmujący się dylatancją w układach krzemionkowych wykorzystują zarówno mikro- jak i nanoproszki krzemionkowe [Wagner N.J., Dynamie properties of shear thiekening eolloidal suspensions, Rheological Acta 2003, 42, 199-208; Newstein M.C., Wang H., Baisara N.P., Lefebvre A.A., Shnidman Y., Mierostruetural ehanges in a eolloidal liquid in the shear thinning and shear thiekening regimes, Journal of Chemical Physics 1999, 111]. Wśród wspomnianych nanoproszków SiO2, do najczęściej stosowanych należą te otrzymywane metodą rozpyłową, o komercyjnej nazwie silica fumed [Wu Q., Ruan J., Huang B., Zhou Z., Zou J., Rheologieal behavior of fumed siliea suspension in polyethylene glyeol, Journal of Central South University of Technology 2006, 13, 9784-1005, Yang H., Ruan J., Zou J., Rheologieal responses of fumed siliea suspensions under steady and oseillatory shear, Science in China Series E: Technological Sciences 2009, 12, 845-860]

Fazą ciągłą w cieczach dylatancyjnych są najczęściej różne ciekłe związki organiczne, choć niektórzy badacze skupiają się także na układach częściowo lub całkowicie wodnych [Tan V.B.C., Tay T.E., Teo W.K., Strengthening fabrie armour with siliea eolloidal suspensions International Journal of Solids and Structures, 2005, 42, 1561-1576]. Niemniej, ze względu na wysoką prężność pary i małą lepkość (szybka sedymentacja proszków), woda nie ma większego zastosowania w preparatyce cieczy dylatancyjnych. Większość badaczy stosuje różnego typu glikole i poliglikole, które są cieczami stabilnymi i dość lepkimi w temperaturze pokojowej [Wind B., Killmann E., Adsorption of polyethylene oxide on surfaee modified siliea - stability of bare and eovered partieles in suspension Colloid and Polymer Science, 1998, 276, 903-912],

Efektywne właściwości zagęszczania ścinaniem można przykładowo uzyskać w układzie - nanokrzemionka silica fumed dyspergowana w poli(glikolu propylenowym) [Srinivasa R.R., Saad A.K., Shear Thiekening Response of Fumed Siliea Suspensions under Steady and Oesillatory Shear. Journal of Colloid and Interface Science, 1997, 185, 57-67],

W znanych zawiesinach o właściwościach dylatancyjnych stosuje się przede wszystkim proszki krzemionkowe o jednolitym rozmiarze i kształcie ziarna. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie zawiesin o wysokim stopniu homogeniczności w całej objętości cieczy. Proszki krzemionkowe są łatwo dostępne, stosunkowo tanie. Ciecze dylatancyjne otrzymywane z udziałem tego typu proszków charakteryzują się jednak niewielkim efektem dylatancyjnym oraz znaczną niestabilnością parametrów reologieznyeh w ezasie.

Problem ten został rozwiązany dzięki zastosowaniu masy lejnej z dodatkiem amorficznej krzemionki biogenieznej.

Masa ceramiczna o właściwościach dylatancyjnych, w której krzemionka jest zdyspergowana w ciekłym związku organicznym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera mieszaninę nanokrzemionki i amorficznej krzemionki biogenicznej, przy czym udział krzemionki biogenicznej wynosi od 3 do 25% obj. w stosunku do objętości fazy stałej, a całkowite stężenie fazy stałej w masie wynosi od 15 do 50% obj.

Korzystnie masa zawiera nanokrzemionkę o nominalnym średnim rozmiarze ziarna od kilku do kilkudziesięciu nanometrów, najkorzystniej od 3 do 100 nm.

Korzystnie masa zawiera krzemionkę biogeniczną pochodzenia diatomitowego.

Korzystnie masa zawiera nanokrzemionkę otrzymaną metodą rozpyłową.

Korzystnie masa zawiera nanokrzemionkę, która uprzednio została zawieszona w rozpuszczalniku organicznym, a następnie poddana procesowi wirowania i suszenia.

PL 223 803 B1

Korzystnie jako ciekły związek organiczny masa zawiera glikol i/lub poliglikol, najkorzystniej poli(glikol propylenowy).

Korzystnie stosuje się glikole polipropylenowe o masach cząsteczkowych od 100 do 2000 g/mol

Kolejnym aspektem wynalazku jest zastosowanie dylatancyjnej masy ceramicznej według wynalazku do impregnacji tkanin polimerowych.

Korzystnie masę według wynalazku stosuje się do impregnacji tkanin aramidowych.

Masę ceramiczną według wynalazku otrzymuje się w ten sposób, że nanokrzemionkę otrzym aną metodą rozpyłową miesza się z amorficzną krzemionką biogeniczną pochodzenia diatomitowego, po czym mieszaninę proszków dysperguje się w poli(glikolu propylenowym). W masie ceramicznej według wynalazku wykorzystano amorficzną biogeniczną krzemionkę o zróżnicowanym rozmiarze i morfologii ziaren. Ten rodzaj krzemionki nie był dotychczas stosowany w celu otrzymania mas dylatancyjnych, właśnie ze względu na swoją niejednorodność. Okazało się, że dodatek biogenicznej krzemionki do nanokrzemionki o ustalonej morfologii cząstek pozwala na znaczącą poprawę właściwości masy. Masa ceramiczna według wynalazku charakteryzuje się efektywnym skokiem lepkości, tj. znacznym i radykalnym wzrostem lepkości. Zastosowanie mieszaniny proszków nanokrzemionki i biogenicznej krzemionki amorficznej dyspergowanych w poli(glikolu propylenowym) pozwala na sterowanie skokiem lepkości - pozwala zmieniać wartość szybkości ścinania, przy której pojawia się nagły wzrost lepkości układu. Wartość efektywnego wzrostu lepkości zależy przede ws zystkim od stężenia fazy stałej w zawiesinie. Im wyższe stężenie nanokrzemionki i biogenicznej krzemionki amorficznej, tym wzrost lepkości jest większy. Stosunek biogenicznej krzemionki amorficznej do nanokrzemionki decyduje natomiast o szybkości ścinania, przy której ten nagły wzrost lepkości się pojawia. Im wyższy jest dodatek krzemionki biogenicznej, tym na ogół większy jest maksymalny wzrost lepkości, ale wzrost ten pojawia się przy niższych szybkościach ścinania. Zmieniając stężenie fazy stałej oraz zmieniając udział krzemionki biogenicznej w zawiesinie można świadomie sterować charakterystyką reologiczną takich mas lejnych.

W sposobie według wynalazku jako krzemionkę biogeniczną można wykorzystać związek pochodzenia naturalnego, np. handlowo dostępny jako środek filtrujący FILTER AGENT, CELPURE® P65, Sigma-Aldrich. Z kolei nanokrzemionka jest tanim i komercyjnie dostęnym reagentem. Glikole proponowane jako korzystne dyspergenty wymienionych krzemionek należą do związków nietoksycznych dla człowieka i przyjaznych środowisku, oraz do związków mieszających się w każdym stosunku z wodą.

W sposobie wytwarzania mas według wynalazku korzystnie jest stosować proces wirowania proszku krzemionkowego z etanolem i cieczą dyspergującą. Proces ten pozwala na modyfikację powierzchni proszku poprzez usunięcie wody zaadsorbowanej na jego powierzchni, co ułatwia następnie zwilżalność tego proszku organiczną cieczą dyspergującą. Po wirowaniu proszek suszony jest na powietrzu w podwyższonej temperaturze. Pozwala to na zwiększenie efektu dylatancyjnego, czyli skoku lepkości przy określonej szybkości ścinania.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1.

W celu ujednorodnienia, proszek Silica Fumed 14 nm mieszano z alkoholem etylowym i poli(glikolem propylenowym) o średniej masie cząsteczkowej 725 g/mol w stosunku wagowym proszek -ciecz 1:2. Mieszanie odbywało się w kulowym młynie planetarnym. Szybkość obrotów wynosiła 300 rpm, a czas trwania mieszania wynosił 30 minut. Tak wymieszaną zawiesinę przeniesiono do probówek wirówki i wirowano z szybkością 8500 rpm przez 30 minut. Po wirowaniu proszek suszono na powietrzu w temperaturze 70°C przez 24 h. W celu wykonania cieczy o właściwościach dylatancyjnych zmieszano 13,9 g odwirowanego i wysuszonego proszku Silica Fumed o średnim, nominalnym rozmiarze ziarna 14 nm, 1,3 g amorficznego proszku diatomitowego i 15,5 g poli(glikolu propylenowego). Zawiesinę homogenizowano w urządzeniu, które jednocześnie mieszało i ucierało zawiesinę. Czas trwania takiego mieszania wynosił 2h. Tak wykonana masa była jednorodna w całej swojej objętości. Zależność lepkości od szybkości ścinania takiej masy przedstawiono na fig. 1.

P r z y k ł a d 2.

W celu ujednorodnienia, proszek Silica Fumed 14 nm mieszano z alkoholem etylowym i poli(glikolem propylenowym) o średniej masie cząsteczkowej 425 g/mol w stosunku wagowym proszek-ciecz 1:2. Mieszanie odbywało się w kulowym młynie planetarnym. Szybkość obrotów wynosiła 300 rpm, a czas trwania mieszania wynosił 30 minut. Tak wymieszaną zawiesinę przeniesiono do probówek wirówki i wirowano z szybkością 8500 rpm przez 30 minut. Po wirowaniu proszek suszono

PL 223 803 B1 na powietrzu w temperaturze 70°C przez 24 h. W celu wykonania cieczy o właściwościach dylatancyjnych zmieszano 14,23 g odwirowanego i wysuszonego proszku Silica Fumed o średnim, nominalnym rozmiarze ziarna 14 nm, 0,58 g amorficznego proszku diatomitowego i 11,8 g poli(glikolu propylenowego). Zawiesinę homogenizowano w urządzeniu, które jednocześnie mieszało i ucierało zawiesinę. Czas trwania takiego mieszania wynosił 2h. Tak wykonana masa była jednorodna w całej swojej objętości. Zależność lepkości od szybkości ścinania takiej masy przedstawiono na fig. 2.

P r z y k ł a d 3.

W celu ujednorodnienia, proszek Silica Fumed 14 nm mieszano z alkoholem etylowym i poli(glikolem propylenowym) o średniej masie cząsteczkowej 425 g/mol w stosunku wagowym proszek -ciecz 1:2. Mieszanie odbywało się w kulowym młynie planetarnym. Szybkość obrotów wynosiła 300 rpm, a czas trwania mieszania wynosił 30 minut. Tak wymieszaną zawiesinę przeniesiono do probówek wirówki i wirowano z szybkością 8500 rpm przez 30 minut. Po wirowaniu proszek suszono na powietrzu w temperaturze 70°C przez 24 h. W celu wykonania cieczy o właściwościach dylatancyjnych zmieszano 19,3 g odwirowanego i wysuszonego proszku Silica Fumed o średnim, nominalnym rozmiarze ziarna 14 nm, 0,37 g amorficznego proszku diatomitowego i 10,6 g poli(glikolu propylenowego). Zawiesinę homogenizowano w urządzeniu, które jednocześnie mieszało i ucierało zawiesinę. Czas trwania takiego mieszania wynosił 2h. Tak wykonana masa była jednorodna w całej swojej objętości. Zależność lepkości od szybkości ścinania takiej masy przedstawiono na fig. 3.

P r z y k ł a d 4.

W celu ujednorodnienia, proszek Silica Fumed 14 nm mieszano z alkoholem etylowym i poli(glikolem propylenowym) o średniej masie cząsteczkowej 425 g/mol w stosunku wagowym proszek-ciecz 1:2. Mieszanie odbywało się w kulowym młynie planetarnym. Szybkość obrotów wynosiła 300 rpm, a czas trwania mieszania wynosił 30 minut. Tak wymieszaną zawiesinę przeniesiono do probówek wirówki i wirowano z szybkością 9000 rpm przez 30 minut. Po wirowaniu proszek suszono na powietrzu w temperaturze 100°C przez 24 h. W celu wykonania cieczy o właściwościach dylatancyjnych zmieszano 9,85 g odwirowanego i wysuszonego proszku Silica Fumed o średnim, nominalnym rozmiarze ziarna 14 nm, 0,44 g amorficznego proszku diatomitowego i 18,44 g poli(glikolu propylenowego). Zawiesinę homogenizowano w urządzeniu, które jednocześnie mieszało i ucierało zawiesinę. Czas trwania takiego mieszania wynosił 2h. Tak wykonana masa była jednorodna w całej swojej objętości. Zależność lepkości od szybkości ścinania takiej masy przedstawiono na fig. 4.

P r z y k ł a d 5.

W celu ujednorodnienia, proszek Silica Fumed 7 nm mieszano z alkoholem etylowym i poli(glikolem propylenowym) o średniej masie cząsteczkowej 725 g/mol w stosunku wagowym proszek-ciecz 1:2. Mieszanie odbywało się w kulowym młynie planetarnym. Szybkość obrotów wynosiła 300 rpm, a czas trwania mieszania wynosił 30 minut. Tak wymieszaną zawiesinę przeniesiono do probówek wirówki i wirowano z szybkością 8500 rpm przez 30 minut. Po wirowaniu proszek suszono na powietrzu w temperaturze 70°C przez 24 h. W celu wykonania cieczy o właściwościach dylatancyjnych zmieszano 17,75 g odwirowanego i wysuszonego proszku Silica Fumed o średnim, nominalnym rozmiarze ziarna 7 nm, 0,6 g amorficznego proszku diatomitowego i 7,57 g poli(glikolu propylenowego). Zawiesinę homogenizowano w urządzeniu, które jednocześnie mieszało i ucierało zawiesinę. Czas trwania takiego mieszania wynosił 2h. Tak wykonana masa była jednorodna w całej swojej objętości.

P r z y k ł a d 6.

W celu ujednorodnienia, proszek Silica Fumed 14 nm mieszano z alkoholem etylowym i poli(glikolem propylenowym) o średniej masie cząsteczkowej 725 g/mol w stosunku wagowym proszek-ciecz 1:2. Mieszanie odbywało się w kulowym młynie planetarnym. Szybkość obrotów wynosiła 300 rpm, a czas trwania mieszania wynosił 30 minut. Tak wymieszaną zawiesinę przeniesiono do probówek wirówki i wirowano z szybkością 8500 rpm przez 30 minut. Po wirowaniu proszek suszono na powietrzu w temperaturze 70°C przez 24 h. Dla celów porównawczych wykonano dwie ciecze o właściwościach dylatancyjnych, przez zmieszanie:

a) 7,8g odwirowanego i wysuszonego proszku Silica Fumed o średnim, nominalnym rozmiarze ziarna 14 nm, i 12,21 g poli(glikolu propylenowego) - ozn. P6-a;

b) 7,8g odwirowanego i wysuszonego proszku składającego się z 5,2 g nanokrzemionki Silica Fumed o średnim, nominalnym rozmiarze ziarna 14 nm, oraz 2,6 g amorficznej krzemionki biogenicznej i 12,21 g poli(glikolu propylenowego) - ozn. P6-b;

PL 223 803 B1

Zawiesinę homogenizowano w urządzeniu, które jednocześnie mieszało i ucierało zawiesinę. Czas trwania takiego mieszania wynosił 2h. Tak wykonane masy były jednorodne w całej swojej objętości. Porównanie zależności lepkości od szybkości ścinania takich mas przedstawiono na fig. 5.

P r z y k ł a d 7

Porównano masy zawierające krzemionkę o wielkości ziarna 14 nm wraz z różnym dodatkiem amorficznej krzemionki biogenicznej, w celu wykazania możliwości sterowania charakterystyką reologiczną mas według wynalazku za pomocą zmiany udziału krzemionki biogenicznej. Całkowite stężenie fazy stałej było równe 26,5% obj., a cieczą dyspergującą był glikol poli(propylenowy) o masie cząsteczkowej 425 g/mol. Na fig. 6 przedstawiono krzywe lepkości dla zbadanych układów.

Claims (11)

1. Masa ceramiczna o właściwościach dylatancyjnych, w której krzemionka jest zdyspergowana w ciekłym związku organicznym, znamienna tym, że zawiera mieszaninę nanokrzemionki i amorficznej krzemionki biogenicznej, przy czym udział krzemionki biogenicznej wynosi od 3 do 25% obj. w stosunku do objętości fazy stałej, a całkowite stężenie fazy stałej w masie wynosi od 15 do 50% obj.

2. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera nanokrzemionkę o nominalnym średnim rozmiarze ziarna od kilku do kilkudziesięciu nanometrów.

3. Masa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera nanokrzemionkę o nominalnym średnim rozmiarze ziarna od 3 do 100 nm.

4. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera krzemionkę biogeniczną pochodzenia diatomitowego.

5. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera nanokrzemionkę otrzymaną metodą rozpyłową.

6. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera nanokrzemionkę, która uprzednio została zawieszona w rozpuszczalniku organicznym, a następnie poddana procesowi wirowania i suszenia.

7. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że jako ciekły związek organiczny zawiera glikol i/lub poliglikol.

8. Masa według zastrz. 7, znamienna tym, że jako ciekły związek organiczny zawiera poli(glikol propylenowy).

9. Masa według zastrz. 7, znamienna tym, że zawiera glikol polipropylenowy o masie cząsteczkowej od 100 do 2000 g/mol.

10. Zastosowanie masy ceramicznej o właściwościach dylatancyjnych, w której krzemionka jest zdyspergowana w ciekłym związku organicznym, przy czym krzemionka stanowi mieszaninę nan okrzemionki i amorficznej krzemionki biogenicznej, w której udział krzemionki biogenicznej wynosi od 3 do 25% obj. w stosunku do objętości fazy stałej, a całkowite stężenie fazy stałej w masie wynosi od 15 do 50% obj., do impregnacji tkanin polimerowych.

11. Zastosowanie według zastrz. 10, znamienne tym, że masę stosuje się do impregnacji tkanin aramidowych.