PL234638B1 - Sposób wytwarzania kompozytu zawierającego płyn zagęszczany ścinaniem - Google Patents
Sposób wytwarzania kompozytu zawierającego płyn zagęszczany ścinaniem Download PDFInfo
- Publication number
- PL234638B1 PL234638B1 PL424200A PL42420018A PL234638B1 PL 234638 B1 PL234638 B1 PL 234638B1 PL 424200 A PL424200 A PL 424200A PL 42420018 A PL42420018 A PL 42420018A PL 234638 B1 PL234638 B1 PL 234638B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- glycol
- oligo
- shear
- thickening fluid
- oxypropylene
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 title 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 title 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 85
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 45
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims abstract description 28
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 17
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 16
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical group CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 22
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 21
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 claims description 18
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N Pentane-1,5-diol Chemical compound OCCCCCO ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical group CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims description 8
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims description 8
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- -1 oxybutylene Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 7
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 7
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 7
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 claims description 5
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 claims description 5
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 5
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 claims description 4
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002121 Hydroxyl-terminated polybutadiene Polymers 0.000 claims description 3
- LNWBFIVSTXCJJG-UHFFFAOYSA-N [diisocyanato(phenyl)methyl]benzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(N=C=O)(N=C=O)C1=CC=CC=C1 LNWBFIVSTXCJJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000306 component Substances 0.000 claims description 3
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 125000003827 glycol group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 6
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 6
- 229940048053 acrylate Drugs 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- DODWKYAKHGELRI-UHFFFAOYSA-N 2-prop-2-enoylperoxyethyl prop-2-enoate Chemical class C=CC(=O)OCCOOC(=O)C=C DODWKYAKHGELRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 2
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- CZMAXQOXGAWNDO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1,2-triol Chemical compound CC(O)C(O)O CZMAXQOXGAWNDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960004063 propylene glycol Drugs 0.000 description 2
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- RDPPKNJLJJVJTA-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylprop-2-enoylperoxy)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOOC(=O)C(C)=C RDPPKNJLJJVJTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYSRRFNXTXNWCD-UHFFFAOYSA-N 3-(2-phenylethenyl)furan-2,5-dione Chemical compound O=C1OC(=O)C(C=CC=2C=CC=CC=2)=C1 PYSRRFNXTXNWCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004146 Propane-1,2-diol Substances 0.000 description 1
- 229920000147 Styrene maleic anhydride Polymers 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N pentamethylene Natural products C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004817 pentamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920003213 poly(N-isopropyl acrylamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania kompozytu zwierającego płyn zagęszczany ścinaniem, w którym ciecz dylatancyjna jest zawarta w osnowie poliuretanowej, polegający na tym, że przygotowuje się mieszaninę prepolimeru uretanowego i składnika diizocyjanianowego, przedłużacza łańcucha oraz katalizatora, i tym prepolimerem zalewa się umieszczony w formie elastomerowej płyn zagęszczany ścinaniem, w którym fazę ciągłą stanowi glikol lub glicerol, a fazę rozproszoną stanowi krzemionka, po czym pozostawia się do utwardzenia. Płyn zagęszczany ścinaniem wprowadza się do formy elastomerowej w formie organożelu otrzymanego uprzednio w ten sposób, że płyn zagęszczany ścinaniem miesza się ze środkiem sieciującym oraz z inicjatorem polimeryzacji i tę mieszaninę ogrzewa się w formie lub wkrapla się do nie rozpuszczalnika.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania materiału kompozytowego składającego się z matrycy elastomerowej zawierającej immobilizowany płyn zagęszczany ścinaniem. Materiał ten może znaleźć zastosowanie jako np. element ochraniaczy sportowych, w urządzeniach tłumiących, kamizelkach kuloodpornych, przemyśle motoryzacyjnym.
Płyny dylatancyjne (in. płyny zagęszczane ścinaniem, ang. shear-thickening fluids, STF) należą do płynów nienewtonowskich i charakteryzują się wzrostem lepkości wraz ze wzrostem szybkości odkształcenia ścinającego. Wzrost lepkości jest skokowy i następuje po przekroczeniu tzw. krytycznej szybkości ścinania. Tego typu zjawisko dotyczy najczęściej zawiesin drobnoziarnistych ciał stałych (np. krzemionka, proszki polimerowe) w cieczy dyspergującej (woda lub ciecze organiczne). Z efektem dylatancyjnym związana jest zdolność tych układów do rozpraszania energii uderzenia.
Efekt zagęszczania ścinaniem wykazują mieszaniny skrobi z wodą [M. A. Rao, P. E. Okecbukwu, P.M.S. Da Silvab, J.C. Oliveira “Rheological behavior of heated starch dispersions in excess water: role of starch granule”, Carbohydrate Polymers 33, 273 (1997)]. Znane są też układy krzemionki z glikolem oligo(oksyetylenowym) lub oligo(oksypropylenowym) [F. J. Galindo-Rosales, F. J. Rubio-Hernandez, J. F. Velazquez-Navarro “Shear-thickening behavior of Aerosil® R816 nanoparticles suspensions in polar organic liquids”, Rheologica Acta 48, 699 (2009); W. H. Boersma, J. Laven, H. N. Stein “Shear Thickening (Dilatancy) in Concentrated Dispersions”, AlChE 36, 321 (1990);
PL-226515; PL-226564; P-405332; P-411435].
Płyny zagęszczane ścinaniem znalazły zastosowanie w kamizelkach ochronnych i innych ochronach ciała ludzkiego stosowanych przez wojsko, policję oraz sportowców. Systemy zawierające STF zachowują elastyczność ubioru przy normalnym ruchu, a stają się sztywne przy uderzeniu kuli z broni palnej lub noża o dużej szybkości. Płyn dylatancyjny rozprasza siłę gwałtownego uderzenia na szerszą powierzchnię ochrony, co skutkuje znacznie mniejszym obrażeniem. Bardzo często stosowane są kompozyty składające się z warstw tkaniny kevlarowej i warstw płynu zagęszczanego ścinaniem ułożonych naprzemiennie lub warstw tkaniny kevlarowej nasączonej płynem zagęszczanym ścinaniem. Układy takie dają lepszą ochronę od samego kevlaru o trzy razy większej grubości warstwy. Przykładami materiałów dylatancyjnych stosowanych do ochrony osobistej są produkty oferowane przez firmy Armourgel, d3o, ArtiLage (Artificial Cartilage Foam) i Dow Corning (Active Protection System).
Ze względu na formę ciekłą płyn dylantacyjny może spływać pod wpływem sił ciężkości z impregnowanych włókien tkaniny prowadząc do osłabienia właściwości ochron osobistych. Aby temu zapobiec stosuje się kompozyty polimerowe z STF. W celu uzyskania jednorodnej dystrybucji STF w objętości polimeru oraz żeby uniemożliwić reakcję grup hydroksylowych glikoli oligo(oksyetylenowych) stanowiących osnowę STF z monomerami używanymi do syntezy polimeru płyn zagęszczany ścinaniem zamyka się w kapsułki. Znana z amerykańskiego opisu zgłoszenia patentowego US 2016/0289427 A1 metoda kapsułkowania polega na tworzeniu zewnętrznej warstwy kapsułki z polimeru termoutwardzalnego z udziałem polimerycznego emulgatora (kopolimer styrenu z bezwodnikiem maleinowym), który tworzy wewnętrzną warstwę ścianki kapsułki. Jako termoutwardzalne żywice stosuje się żywice melaminowo-formaldehydowe, mocznikowo-formaldehydowe, fenolowo-formaldehydowe lub ich kopolimery oraz żywicę epoksydową. Płyn zagęszczany ścinaniem emulguje się w wodzie z udziałem polimerycznego środka powierzchniowo czynnego, który tworzy wewnętrzną warstwę kapsułki. Następnie dodaje się żywicy termoutwardzalnej, która tworzy zewnętrzną powłokę kapsułki. Po odfiltrowaniu kapsułki wprowadza się do elastomeru poliuretanowego, silikonowego lub gumy. Wadą takiego rozwiązania jest obecność wody w STF oraz wprowadzanie do układu sztywnych żywic termoutwardzalnych stanowiących ścianki kapsułki.
lnna metoda immobilizacji płynu zagęszczanego ścinaniem została opisana w amerykańskim zgłoszeniu patentowym (US 2006/0234572 A1). Metoda polega na zmieszaniu płynu zagęszczanego ścinaniem opartego na krzemionce i glikolu oligo(oksyetylenowym) z prekursorami elastomeru silikonowego. Ponieważ składniki te są niemieszalne, tworzy się emulsja. Następnie dodaje się katalizatora i następuje utwardzanie polisiloksanu, w wyniku czego otrzymuje się kompozyt składający się z osnowy silikonowej oraz rozproszonego w niej płynu zagęszczanego ścinaniem.
Inna metoda immobilizacji płynu zagęszczanego ścinaniem została opisana w polskim opisie patentowym PL 227009. Sposób według patentu PL 227009 polega na tym, że przygotowuje się prepolimer uretanowy na bazie diolu oligowęglanowego o średnim liczbowo ciężarze cząsteczkowym 1000-4000 lub diolu oligo(estro-węglanowego) o średnim liczbowo ciężarze cząsteczkowym 1000-4000
PL 234 638 B1 lub polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi o średnim liczbowo ciężarze cząsteczkowym 1000-3000 jako składnika poliolowego oraz diizocyjanianu izoforonu lub diizocyjanianu heksametylenu lub diizocyjanianu toluilenu lub diizocyjanianu difenylometanu jako składnika diizocyjanianowego, przy stosunku molowym składnika poliolowego do diizocyjanianowego od 20/80 do 33/67, po czym ciecz zagęszczaną ścinaniem wprowadza się w postaci stałych zamrożonych cząstek o wymiarze 1-5 mm do formy z elastomeru poliuretanowego i zalewa się mieszaniną składającą się z otrzymanego uprzednio prepolimeru uretanowego, przedłużacza łańcucha wybranego spośród: butano-1,4-diolu lub propano-1,2-diolu lub pentano-1,5-diolu oraz katalizatora, w temperaturze od 5 do 20°C, przy czym stosunek molowy przedłużacza łańcucha do ilości obecnych w prepolimerze grup izocyjanianiowych wynosi od 33/67 do 30/70, zaś katalizator dodawany jest w ilości od 0,5 do 4%mol w stosunku do ilości obecnych w prepolimerze grup izocyjanianowych, po czym całość pozostawia się do utwardzenia. Niestety, metoda ta nadaje się wyłącznie do płynów zagęszczanych ścinaniem, które oparte są na glikolu oligo(oksyetylenowym), który w odróżnieniu od oligo(oksypropylenowego) ma zdolność do krystalizacji w obniżonej temperaturze.
Alternatywna metoda immobilizacji płynu zagęszczanego ścinaniem jest opisana w polskim zgłoszeniu patentowym P.416592. Metoda polega na wprowadzeniu do płynu zagęszczanego ścinaniem monomeru oraz fotoinicjatora, a następnie zainicjowaniu polimeryzacji poprzez naświetlenie promieniowaniem UV. Wadą tej metody jest to, że warstwa naświetlanego płynu zagęszczanego ścinaniem musi być cienka, tzn. nie powinna przekraczać 10 mm. Zastosowanie fotopolimeryzacji powoduje, że wierzchnia warstwa naświetlanego materiału jest lepiej spolimeryzowana, niż jego wnętrze.
Sposobem na immobilizację ciekłych związków organicznych lub mieszanin je zawierających może być przeprowadzenie ich w postać organożelu. Organożele są to półstałe układy, w których organiczna faza ciekła jest immobilizowana w trójwymiarowej sieci, np. polimerowej. Środki żelujące dzieli się na małocząsteczkowe i wielkocząsteczkowe. Te ostatnie mogą tworzyć trójwymiarową sieć z wykorzystaniem wiązań kowalencyjnych lub poprzez usieciowanie fizyczne - wiązania wodorowe, splątanie długich łańcuchów. Organożele mają różne zastosowania, np. w systemach dozowania leków.
Żele akrylanowe na bazie poli(akrylanu sodu) sieciowanego wiązaniami jonowymi solami metali na trzecim stopniu utlenienia (np. glinu) znane są m.in. z publikacji T. Harada, H. Sato, Y. Hirashima, K. Igarashi, A. Suzuki, M. Goto, N. Kawamura, M. Tokita “Swelling behavior of poly(sodium acrylate) gels crosslinked by aluminum ions”, Colloids Surf. B Biointerfaces 38, 209 (2004).
Inny rodzaj żeli akrylanowych bazujących na diakrylanach oligo(oksyetylenowych) znany jest z amerykańskiego opisu patentowego US 4295762 A i może być stosowany np. do stabilizacji gruntu. Monomer akrylanowy rozpuszczalny jest w wodzie, a proces tworzenia hydrożelu odbywa się in situ w glebie za pomocą inicjatora rodnikowego rozpuszczalnego w wodzie. Układy zawierające diakrylany oligo(oksyetylenowe) znane z publikacji M. Musiał, J. Pluta, J. Michalek “Thermosensitive microgels of poly-n-isopropylacrylamide for drug carriers - practical approach to synthesis” Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug Research, 72, 409 (2015) stosowane są w kombinacji z poli(n-izopropyloakrylamidem) jako termoczułe hydrożele w dozowaniu leków.
Zastosowanie diakrylanów oligo(oksyetylenowych) jako środków sieciujących w elektrolitach żelowych baterii litowych znane jest z opisów amerykańskich zgłoszeń patentowych: US 2004/0076885 A1, US 2008/0076026 A1, US 2015/0244026 A1 i opisów patentów: US 6469107 B1, US 6524498 B1, US 6537468 B1, US 6696204 B2.
W sposobie według wynalazku organożele zostały zastosowane w celu rozwiązania problemu immobilizacji płynu zagęszczanego ścinaniem.
Sposób otrzymywania kompozytu z organożelem zawierającym płyn zagęszczany ścinaniem według wynalazku polega na tym, że w pierwszym etapie otrzymuje się organożel z płynem zagęszczanym ścinaniem, który następnie wprowadza się do reagentów syntezy elastomeru poliuretanowego lub silikonowego.
Sposób otrzymywania kompozytu zwierającego płyn zagęszczany ścinaniem według wynalazku charakteryzuje się tym, że do płynu zagęszczanego ścinaniem, w którym fazę ciągłą stanowi glikol oligo(oksyetylenowy) lub glikol oligo(oksypropylenowy) o średniej liczbowo masie molowej w zakresie 200-4000 g/mol lub glikol etylenowy lub glikol dietylenowy lub glikol propylenowy lub glikol dipropylenowy lub glicerol, a fazę rozproszoną stanowi krzemionka o średniej wielkości ziarna od 7 do 2500 nm, zaś stężenie fazy stałej wynosi od 10 do 60%wag. wprowadza się środek sieciujący w ilości 0,5-50%wag. oraz inicjator polimeryzacji w ilości 0,05-5%wag. w stosunku do ilości wprowadzonego
PL 234 638 B1 środka sieciującego i tę mieszaninę ogrzewa się w formie w temperaturze 80-150°C w czasie 0,5-2 godziny lub wkrapla się do nierozpuszczalnika i miesza w temperaturze 80-150°C w czasie 0,5-3 godziny. Tak otrzymany organożel zawierający płyn zagęszczany ścinaniem wprowadza się do formy z elastomeru poliuretanowego i zalewa się przygotowaną uprzednio mieszaniną prepolimeru uretanowego na bazie glikolu oligo(oksypropylenowego) lub glikolu oligo(oksyetylenowego) lub glikolu oligo(oksybutylenowego) lub glikolu oligo(oksytetrametylenowego) lub diolu oligowęglanowego lub diolu oligo(estro-węglanowego) o średniej masie molowej 1000-4000 g/mol lub polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi o średniej masie molowej 1000-3000 g/mol jako składnika poliolowego oraz diizocyjanianu izoforonu lub diizocyjanianu heksametylenu lub diizocyjanianu toluilenu lub diizocyjanianu difenylometylenu jako składnika diizocyjanianowego, przy stosunku molowym składnika poliolowego do diizocyjanianowego od 20/80 do 33/67, przedłużacza łańcucha wybranego spośród: butano-1,4-diolu lub propano-1,3-diolu lub pentano-1,5-diolu oraz katalizatora, w temperaturze pokojowej, przy czym stosunek molowy przedłużacza łańcucha do ilości obecnych w prepolimerze grup izocyjanianowych wynosi od 33/67 do 30/70, zaś katalizator dodaje się w ilości od 0,5 do 4%mol w stosunku do ilości obecnych w prepolimerze grup izocyjanianowych. Całość pozostawia się do utwardzenia.
Korzystnie środek sieciujący wprowadzany do płynu zagęszczanego ścinaniem jest wybrany z grupy zawierającej: diakrylan glikolu oligo(oksypropylenowego) lub dimetakrylan glikolu oligo(oksypropylenowego) lub akrylan glikolu oligo(oksypropylenowego) lub metakrylan glikolu oligo(oksypropylenowego) lub diakrylan glikolu oligo(oksyetylenowego) lub dimetakrylan glikolu oligo(oksyetylenowego) lub akrylan glikolu oligo(oksyetylenowego) lub metakrylan glikolu oligo(oksyetylenowego) o średniej masie molowej w zakresie 200-4000 g/mol.
Korzystnie jako inicjator polimeryzacji wprowadzany do płynu zagęszczanego ścinaniem stosuje się azobis(izobutyronitryl) (AIBN) lub nadtlenek benzoilu.
Korzystnie organożel z płynem zagęszczanym ścinaniem otrzymany w wyniku ogrzewania w formie rozdrabnia się przed wprowadzeniem do formy z elastomeru uretanowego. Korzystnie stosuje się cząstki organożelu o wymiarze 0,5-5 mm.
Korzystnie jako nierozpuszczalnik płynu zagęszczanego ściananiem stosuje się olej silikonowy lub olej mineralny lub glicerynę lub glikol etylenowy.
Korzystnie organożel zawierający płyn zagęszczany ścinaniem zalany przygotowaną uprzednio mieszaniną prepolimeru uretanowego utwardza się wstępnie w czasie od 5 do 30 minut, po czym zalewa się ponownie taką samą mieszaniną prepolimeru uretanowego, przedłużacza łańcucha i katalizatora. W takim przypadku, stosunek pierwszej do drugiej części mieszaniny wynosi od 95/5 do 90/10.
Korzystnie jako katalizator katalizujący utwardzanie prepolimeru uretanowego stosuje się dilaurynian dibutylocyny.
Korzystnie stosuje się formę wykonaną z takiego samego elastomeru, jaki stanowi fazę ciągłą otrzymywanego kompozytu, ale możliwe jest również użycie innego elastomeru.
Prepolimer uretanowy może być otrzymany w dowolny sposób, jednak najkorzystniej jest otrzymywany w wyniku reakcji składnika poliolowego oraz diizocyjanianu, zmieszanych w stosunku molowym od 1:2 do 1:4. Reakcja prowadzona jest w atmosferze gazu obojętnego w temperaturze od 50 do 100°C, w czasie od 1 do 24 godzin, przy ciągłym mieszaniu.
W sposobie według wynalazku stosuje się cząstki organożelu zawierającego płyn zagęszczany ścinaniem o kontrolowanej wielkości, rozproszone w mieszaninie prepolimeru uretanowego, przedłużacza łańcucha i katalizatora w temperaturze pokojowej, a formowanie kompozytu prowadzi się w formie wykonanej z elastomeru. W wyniku utwardzenia elastomeru otrzymuje się materiał kompozytowy zawierający rozproszony organożel zawierający płyn zagęszczany ścinaniem. Stosowanie płynu zagęszczanego ścinaniem immobilizowanego w organożelu powoduje, że jest on trwały w przechowywaniu, zachowuje zadany kształt, nie wykazuje skłonności do aglomeracji i nie płynie pod wpływem działania siły grawitacji. Ponadto, w przypadku otrzymywania kompozytów z osnową poliuretanową, zawierające grupy hydroksylowe składniki fazy ciągłej płynu zagęszczanego ścinaniem immobilizowanego w organożelu tylko powierzchniowo mogą przereagować z grupami izocyjanianowymi. Zachowanie stałych wymiarów korzystnie wpływa również na równomierność rozproszenia organożelu w kompozycie.
Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach wytwarzania.
P r z y k ł a d 1. 8 g płynu zagęszczanego ścinaniem otrzymanego z glikolu oligo(oksyetylenowego) o średniej masie molowej 400 g/mol zawierającego 15%wag. krzemionki o średniej wielko
PL 234 638 B1 ści ziarna 400 nm, 10%wag. dimetakrylanu glikolu oligo(oksyetylenowego) o średniej masie molowej 450 g/mol i 0,05%wag. nadtlenku benzoilu wlano do prostokątnej formy teflonowej o wymiarach 100x50x10 mm. Formę umieszczono w piecu nagrzanym do temperatury 140°C na 2,5 h. Następnie otrzymany organożel pocięto na cząstki o wymiarach 5x5x5 mm.
Do zaazotowanej kolby o pojemności 50 cm3 wprowadzono 6,52 g glikolu oligo(oksypropylenowego) o średniej masie molowej 2000 g/mol oraz 1,81 g diizocyjanianu izoforonu. Zawartość kolby mieszano z szybkością 600 obr/min w temperaturze 80°C przez 3 h. Następnie schłodzono otrzymany prepolimer do temperatury pokojowej i dodano 0,04 g dilaurynianu dibutylocyny oraz 0,31 g butano-1,4-diolu i wymieszano. Do otwartej formy w postaci prostopadłościanu o wymiarach 100x50x5 i grubości ścianek 1 mm wykonanej z poliuretanu o takim samym składzie, jak ten przygotowany wcześniej wprowadzono 8 g cząstek organożelu. Cząstki organożelu zalano 8 g przygotowanej mieszaniny prepolimeru uretanowego, pentano-1,5-diolu i dilaurynianu dibutylocyny. Po wstępnym utwardzeniu mieszaniny na jej powierzchnię wylano pozostałe 0,7 g mieszaniny prepolimeru uretanowego, pentano-1,5-diolu i dilaurynianu dibutylocyny w celu utworzenia wierzchniej warstwy kompozytu. Kompozyt pozostawiono na 2 doby w celu utwardzenia.
Zbadano zdolność kompozytu do rozpraszania siły uderzenia tępym narzędziem. Kompozyt absorbował o 17% więcej siły uderzenia niż próbka litego poliuretanu użytego jako odnośnik.
P r z y k ł a d 2. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 1 z tym, że mieszaninę płynu zagęszczanego ścinaniem, dimetakrylanu glikolu oligo(oksyetylenowego) i nadtlenku benzoilu wkroplono przez 30 min do mieszanego z szybkością 300 obr/min oleju silikonowego o temperaturze 130°C. Po wkropleniu całość mieszano przez 2 godziny w temperaturze 130°C. Następnie organożel odfiltrowano z oleju silikonowego. Otrzymano cząstki organożelu o średnicy 1,5 mm, które wykorzystano następnie jako fazę rozproszoną kompozytu.
Otrzymany kompozyt absorbował o 19% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 3. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 1 z tym, że zastosowano płyn zagęszczany ścinaniem na bazie glikolu oligo(oksypropylenowego) o średniej masie molowej 800 g/mol zawierający 25%wag. krzemionki o średniej wielkości ziarna 7 nm, 5%wag. diakrylanu glikolu oligo(oksyetylenowego) o średniej masie molowej 800 g/mol i 0,1%wag. azobis(izobutyronitrylu), a formę wypełnioną płynem zagęszczanym ścinaniem umieszczono w piecu nagrzanym do temperatury 100°C na 2,5 h.
Otrzymany kompozyt absorbował o 17% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 4. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 2 z tym, że zastosowano płyn zagęszczany ścinaniem na bazie glikolu oligo(oksypropylenowego) o średniej masie molowej 2000 g/mol zawierający 20%wag. krzemionki o średniej wielkości ziarna 7 nm, 2,5%wag. dimetakrylanu glikolu oligo(oksypropylenowego) o średniej masie molowej 560 g/mol i 0,025%wag. azobis(izobutyronitrylu), który wkroplono do gliceryny ogrzanej do 90°C, a otrzymane cząstki organożelu miały średnicę 2 mm.
Otrzymany kompozyt absorbował o 27% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 5. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 4 z tym, że do przygotowania prepolimeru uretanowego użyto 6,51 g glikolu oligo(oksybutylenowego) o średniej masie molowej 3000 g/mol i 1,10 g diizocyjanianu heksametylenu, do którego dodano 0,29 g pentano-1,5-diolu oraz 0,08 g laurynianu dibutylocyny.
Otrzymany kompozyt absorbował o 27% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 6. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 1 z tym, że zastosowano 4 g płynu zagęszczany ścinaniem na bazie glikolu oligo(oksypropylenowego) o średniej masie molowej 2000 g/mol zawierający 30%wag. krzemionki o średniej wielkości ziarna 200-300 nm, 1%wag. diakrylanu glikolu oligo(oksypropylenowego) o średniej masie molowej 800 g/mol i 0,01%wag. azobis(izobu
PL 234 638 B1 tyronitrylu), formę wypełnioną płynem zagęszczanym ścinaniem umieszczono w piecu nagrzanym do temperatury 100°C na 2,5 h, a do syntezy elastomeru użyto 8,45 g diolu oligo(adypinianu-co-węglanu tetrametylenu-co-pentametylenu) o średniej masie molowej 1700 g/mol, stosunku adypinianu do węglanu 1:3 i stosunku segmentów tetrametylenowych do segmentów pentametylenowych 2:3 zamiast glikolu oligo(oksypropylenowego), 3,23 g diizocyjanianu izoforonu, 0,83 g butano-1,4-diolu zamiast pentano-1,5-diolu oraz 0,25 g dilaurynianu dibutylocyny.
Otrzymany kompozyt absorbował o 11% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 7. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 1 z tym, że do otrzymania organożelu stosowano płyn zagęszczany ścinaniem na bazie glikolu oligo(oksypropylenowego) o masie molowej 1000 g/mol zawierający 22%wag. krzemionki o średniej wielkości ziarna 250 nm, 20%wag. dimetakrylanu glikolu oligo(oksypropylenowego) o masie molowej 1000 g/mol i 0,20%wag. AIBN.
Otrzymany kompozyt absorbował o 15% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 8. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 1 z tym, że do syntezy elastomeru użyto 6,8 g diolu oligo(bursztynianu-co-węglanu tetrametylenu) o średniej masie molowej 3400 g/mol i 74%mol zawartości grup węglanowych zamiast glikolu oligo(oksypropylenowego), 1,49 g diizocyjanianu 4,4'-difenylometanu zamiast diizocyjanianu izoforonu, 0,34 g butano-1,4-diolu zamiast pentano-1,5-diolu oraz 0,10 g dilaurynianu dibutylocyny.
Otrzymany kompozyt absorbował o 17% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 9. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 2 z tym, że do syntezy elastomeru użyto 6,9 g diolu oligo(bursztynianu-co-węglanu tetrametylenu) o średniej masie molowej 2600 g/mol i 87%mol zawartości grup węglanowych zamiast glikolu oligo(oksypropylenowego), 1,31 g diizocyjanianu heksametylenu zamiast diizocyjanianu izoforonu, 0,38 g propano-1,3-diolu zamiast pentano-1,5-diolu oraz 0,13 g dilaurynianu dibutylocyny.
Otrzymany kompozyt absorbował o 14% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 10. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 1 z tym, że zastosowano płyn zagęszczany ścinaniem na bazie glikolu oligo(oksypropylenowego) o średniej masie molowej 2000 g/mol zawierający 50%wag. krzemionki o średniej wielkości ziarna 200-300 nm, 2,5%wag. diakrylanu glikolu oligo(oksypropylenowego) o średniej masie molowej 560 g/mol i 0,025%wag. azobis(izobutyronitrylu), a formę wypełnioną płynem zagęszczanym ścinaniem umieszczono w piecu nagrzanym do temperatury 100°C na 2,5 h.
Otrzymany kompozyt absorbował o 29% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
P r z y k ł a d 11. Proces otrzymywania kompozytu zawierającego organożel rozproszony w matrycy elastomerowej prowadzono w sposób analogiczny do przykładu 2 z tym, że do syntezy elastomeru użyto 6,50 g polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi o masie molowej 2500 g/mol zamiast glikolu oligo(oksypropylenowego), 1,73 g diizocyjanianu izoforonu, 0,45 g butano-1,4-diolu zamiast pentano-1,5-diolu i 0,13 g dilaurynianu dibutylocyny.
Otrzymany kompozyt absorbował o 15% więcej siły uderzenia niż próbka odniesienia - lity poliuretan.
Claims (10)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób otrzymywania kompozytu zawierającego płyn zagęszczany ścinaniem, w którym ciecz dylatancyjna jest zawarta w osnowie poliuretanowej, polegający na tym, że przygotowuje się mieszaninę prepolimeru uretanowego na bazie glikolu oligo(oksypropylenowego) lub glikolu oligo(oksyetylenowego) lub glikolu oligo(oksybutylenowego) lub glikolu oligo(oksytetrametylenowego) lub diolu oligowęglanowego lub diolu oligo(estro-węglanowego)PL 234 638 B1 o średniej masie molowej 1000-4000 g/mol lub polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi o średniej masie molowej 1000-3000 g/mol jako składnika poliolowego oraz diizocyjanianu izoforonu lub diizocyjanianu heksametylenu lub diizocyjanianu toluilenu lub diizocyjanianu difenylometylenu jako składnika diizocyjanianowego, przy stosunku molowym składnika poliolowego do diizocyjanianowego od 20/80 do 33/67, przedłużacza łańcucha wybranego spośród: butano-1,4-diolu lub propano-1,3-diolu lub pentano-1,5-diolu oraz katalizatora, w temperaturze pokojowej, przy czym stosunek molowy przedłużacza łańcucha do ilości obecnych w prepolimerze grup izocyjanianowych wynosi od 33/67 do 30/70, zaś katalizator dodaje się w ilości od 0,5 do 4%mol w stosunku do ilości obecnych w prepolimerze grup izocyjanianowych i tym prepolimerem zalewa się umieszczony w formie elastomerowej płyn zagęszczany ścinaniem, w którym fazę ciągłą stanowi glikol oligo(oksyetylenowy) lub glikol oligo(oksypropylenowy) o średniej liczbowo masie molowej w zakresie 200-4000 g/mol lub glikol etylenowy lub glikol dietylenowy lub glikol propylenowy lub glikol dipropylenowy lub glicerol, a fazę rozproszoną stanowi krzemionka o średniej wielkości ziarna od 7 do 2500 nm, zaś stężenie fazy stałej wynosi od 10 do 60%wag., po czym pozostawia się do utwardzenia, znamienny tym, że płyn zagęszczany ścinaniem wprowadza się do formy elastomerowej w formie organożelu otrzymanego uprzednio w ten sposób, że płyn zagęszczany ścinaniem miesza się ze środkiem sieciującym w ilości 0,5-50%wag. oraz z inicjatorem polimeryzacji w ilości 0,05-5%wag. w stosunku do ilości wprowadzonego środka sieciującego i tę mieszaninę ogrzewa się w formie w temperaturze 80-150°C w czasie 0,5-2 godziny lub wkrapla się do nierozpuszczalnika i miesza w temperaturze 80-150°C w czasie 0,5-3 godziny.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środek sieciujący wprowadzany do płynu zagęszczanego ścinaniem jest wybrany z grupy zawierającej: diakrylan glikolu oligo(oksypropylenowego) lub dimetakrylan glikolu oligo(oksypropylenowego) lub akrylan glikolu oligo(oksypropylenowego) lub metakrylan glikolu oligo(oksypropylenowego) lub diakrylan glikolu oligo(oksyetylenowego) lub dimetakrylan glikolu oligo(oksyetylenowego) lub akrylan glikolu oligo(oksyetylenowego) lub metakrylan glikolu oligo(oksyetylenowego) o średniej masie molowej w zakresie 200-4000 g/mol.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako inicjator polimeryzacji wprowadzany do płynu zagęszczanego ścinaniem stosuje się azobis(izobutyronitryl) lub nadtlenek benzoilu.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że organożel z płynem zagęszczanym ścinaniem otrzymany w wyniku ogrzewania w formie rozdrabnia się przed wprowadzeniem do formy z elastomeru uretanowego.
- 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się cząstki organożelu o wymiarze 0,5-5 mm.
- 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nierozpuszczalnik płynu zagęszczanego ścinaniem stosuje się olej silikonowy lub olej mineralny lub glicerynę lub glikol etylenowy.
- 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że organożel zawierający płyn zagęszczany ścinaniem zalany przygotowaną uprzednio mieszaniną prepolimeru uretanowego utwardza się wstępnie w czasie od 5 do 30 minut, po czym zalewa się ponownie taką samą mieszaniną prepolimeru uretanowego, przedłużacza łańcucha i katalizatora.
- 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że stosunek pierwszej do drugiej części mieszaniny wynosi od 95/5 do 90/10.
- 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator katalizujący utwardzanie prepolimeru uretanowego stosuje się dilaurynian dibutylocyny.
- 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako inicjator polimeryzacji stosuje się azobis(izobutyronitryl) (AIBN) lub nadtlenek benzoilu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424200A PL234638B1 (pl) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | Sposób wytwarzania kompozytu zawierającego płyn zagęszczany ścinaniem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424200A PL234638B1 (pl) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | Sposób wytwarzania kompozytu zawierającego płyn zagęszczany ścinaniem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL424200A1 PL424200A1 (pl) | 2019-07-15 |
| PL234638B1 true PL234638B1 (pl) | 2020-03-31 |
Family
ID=67209694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL424200A PL234638B1 (pl) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | Sposób wytwarzania kompozytu zawierającego płyn zagęszczany ścinaniem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL234638B1 (pl) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103145941B (zh) * | 2013-03-19 | 2015-03-11 | 北京化工大学 | 一种聚氨酯吸能材料的制备方法 |
| TWI495657B (zh) * | 2013-04-12 | 2015-08-11 | Taiwan Textile Res Inst | 高分子複合材料及其製造方法 |
| KR102108580B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2020-05-08 | 한국생산기술연구원 | 전단농화유체를 이용한 고분자 복합체 |
| EP2886573B1 (en) * | 2013-12-20 | 2016-09-28 | Impact Protection Technology AG | Hybrid material and production thereof |
| PL227009B1 (pl) * | 2015-02-16 | 2017-10-31 | Politechnika Warszawska | Sposób otrzymywania kompozytu zawierajacego ciecz zageszczana scinaniem |
| PL231645B1 (pl) * | 2016-03-22 | 2019-03-29 | Politechnika Warszawska | Sposób immobilizacji ceramicznych mas zagęszczanych ścinaniem |
-
2018
- 2018-01-04 PL PL424200A patent/PL234638B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL424200A1 (pl) | 2019-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5900437A (en) | Hydrophilic/oleophilic microcellular foam and method for making same | |
| Li et al. | Dual ionically cross-linked double-network hydrogels with high strength, toughness, swelling resistance, and improved 3D printing processability | |
| CA2940986A1 (en) | Humidity-resistant self-suspending proppants | |
| RU2294677C2 (ru) | Энергопоглощающий материал | |
| Weinstock et al. | Encapsulating an organic phase change material within emulsion-templated poly (urethane urea) s | |
| EP3500622B1 (en) | Polyhipe-based substance-releasing systems | |
| Zhang et al. | Closed-cell, phase change material-encapsulated monoliths from a reactive surfactant-stabilized high internal phase emulsion for thermal energy storage | |
| JP2007536410A (ja) | 活性化剤を保護するためのワックス粒子、および多機能性自律的修復複合材料 | |
| CA2606954A1 (en) | Self-healing polymers | |
| TW200914510A (en) | Improved manufacture of polyurethane foam ball | |
| JP2014514400A (ja) | マイクロカプセル状硬化剤 | |
| WO2019005570A1 (en) | IMPROVED AUTOSUSPENDED STITCHING AGENTS MANUFACTURED FROM POLYMERS FORMING HYDROGEL POWDER | |
| Liu et al. | High performance of interpenetrating polymer network hydrogels induced by frontal polymerization | |
| KR100740442B1 (ko) | 입상 피복 비료의 제조방법 | |
| CA1068449A (en) | Composites of polyurethanes and vinyl polymers | |
| Steindl et al. | Emulsion-templated flexible epoxy foams | |
| WO2014032189A1 (en) | Porous gels and uses thereof | |
| CN104861176A (zh) | 一种可降解聚氨酯水凝胶的制备方法 | |
| PL234638B1 (pl) | Sposób wytwarzania kompozytu zawierającego płyn zagęszczany ścinaniem | |
| Lepine et al. | Preparation of macrocellular PU–PS interpenetrating networks | |
| Yuan et al. | Solid–Solid Phase Change Composites Templated from Thermoreversible Octadecane Gel-in-Water Emulsions | |
| CN106832210A (zh) | 一种石墨烯改性弹性体聚氨酯的制备方法 | |
| CN109467642B (zh) | 一种可3d打印的高强度温敏超分子水凝胶及其制备方法 | |
| PL227009B1 (pl) | Sposób otrzymywania kompozytu zawierajacego ciecz zageszczana scinaniem | |
| CN109071858B (zh) | 含自冷却泡沫的复合材料 |