Перспективные композиты XXI века на основе органических и неорганических полимеров. Новые металлические сплавы, приоритетные технологии

Рост электропроводности МКН «Поликон» в умеренно разбавленных и концентрированных растворах дает основание предполагать, что МКН не будут увеличивать затраты электроэнергии, как, например, в случае инертных спейсеров канала обессоливания.

УДК 678.027:678.046:658.511

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ СВЯЗУЮЩИЕ

В ПРОИЗВОДСТВЕ МАГНИТОП

ЛАСТОВ

НА ОСНОВЕ СПЛАВА Nd-Fe-B

С.Г. Кононенко, Н.Л. Левкина, С.Е. Артеменко

Энгельсский технологический институт СГТУ

Обеспечение заданных эксплуатационных характеристик магнитопластов (МП) связано с направленным выбором вида и содержания полимерной основы, технологических приемов совмещения компонентов и переработки их в изделия.

Ранее проведенными исследованиями на кафедре химической технологии ЭТИ СГТУ доказана целесообразность применения модифицированной термореактивной основы – фенолоформальдегидной смолы в смесевом и поликонденсационном способе получения МП на основе оксидных ферритов и легированного быстрозакаленного сплава Nd-Fe-B [1-5]. К числу недостатков МП на основе фенолоформальдегидного олигомера (ФФО) можно отнести жесткость, хрупкость, обусловленные спецификой пространственного строения сшитого полимера.

Широкий комплекс требований к изделиям из МП обусловливает необходимость применения для их получения полимеров и наполнителей с определенными физико-химическими, электрическими, магнитными, физико-механическими свойствами.

Выбор полимерной основы диктуется требованиями к условиям изготовления и эксплуатации МП: вязкостью, термостабильностью, адгезионной способностью и др. Так, высокое электрическое сопротивление полимерной матрицы вызывает уменьшение потерь на вихревые токи, которые наводятся при вращении в полимерном постоянном магните.

Хотя определяющую роль в формировании эксплуатационных характеристик МП играют ферромагнитные наполнители, но в плане магнитного упорядочения под воздействием внешнего магнитного поля важна и магнитная восприимчивость молекул связующего, зависящая от молекулярной массы, природы связи, наличия заместителей [6].

Накоплен большой практический опыт использования полиамидов в технологии МП – материал «Neofer» (Германия), «Нетмаг» (г.Москва) и др., отличающихся низкой вязкостью, хорошей адгезией к металлам, эластичностью, хемо-, тепло-, износо-, ударостойкостью [7].

Для расширения и удешевления сырьевой базы МП представлялось интересным использование региональных многотоннажных технологических отходов термопластов.

Термопластичной основой служили ПА-6, кубовый остаток производства ПА-6, вторичный ПА-6, технологические отходы АБС-пластика, сравнительные прочностные характеристики которых приведены в табл. 1.

Таблица 1

Сравнительные свойства технологических отходов термопластов

В качестве ферромагнитного наполнителя использовали аморфно-кристаллический быстрозакаленный легированный ниобием сплав Nd-Fe-B марки НМ-20Р с содержанием основной фазы (Nd) – 20 - 25% (ТУ 14-123-97-92). Его отличает полидисперсность (размер частиц 140 – 1250 мкм), низкие пористость (суммарный объем пор 0,135 см3/г) и удельная поверхность (150 м2/г), высокие магнитные характеристики: остаточная магнитная индукция (Br) - 0,86 – 0,91 Тл; коэрцитивная сила (Нсм) - 460 кА/м [8].

Для модификации отходов термопластов использовали смазывающие вещества – полиэтиленсилоксановую жидкость марки ПЭС-5, стеарат кальция.

Для оценки перерабатываемости термопластичной композиции, наполненной сплавом Nd-Fe-B, изучены реологические свойства на экструзионном пластометре ИИРТ при температуре 230°С при нагрузке 21,6 Н для ПА-6 и 5,0 Н для отходов АБС-пластика.

Полученные данные свидетельствуют о влиянии температуры и вида модифицирующих добавок на ПТР термопластичных композиций (см. рисунок).

Установлено, что введение пластифицирующей добавки ПЭС-5 в количестве 2% масс. ~ в 3 раза увеличивает текучесть расплава кубового остатка; однако введение стеарата кальция с температурой плавления 175°С совместно с ПЭС-5 снижает индекс расплава кубового остатка.

Рис. Влияние температуры и вида модифицирующих добавок на ПТР

кубового остатка: 1 - кубовый остаток; 2 - кубовый остаток + ПЭС-5;

3 - кубовый остаток + ПЭС-5 + стеарат кальция

Введение 70 – 80% масс. порошка сплава Nd-Fe-B в низковязкий ПА-6 ~ в 3 – 6 раз повышает вязкость композиции (табл.2). Высокая вязкость термопластичной композиции и низкое значение показателя текучести расплава высоконаполненных МП делает технологически приемлемым метод прямого прессования для изготовления изделий – магнитных сорбентов, постоянных магнитов.

Таблица 2

Влияние содержания сплава Nd-Fe-B на реологические свойства ПА-6

 Скачать реферат