RUS ENG

НАМ 22 ГОДА!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 

Магнитные пены (варианты).





Проблема создания магнитной пены с высокой и контролируемой стабильностью заключается в том, что необходимо стабилизировать дисперсный магнитный носитель с высокими магнитными характеристиками непосредственно в стенках пенных пузырьков, толщина которых, как правило, не превышает 300 мм. Дисперсные материалы с размерами дисперсной фазы равной или большей указанной величины не могут удерживаться в пене достаточно долго. Кроме того, процедура введения дисперных материалов в пены затруднена, поскольку известно, что материалы с высокоразвитой поверхностью относятся к эффективным пеногасителям и они активно разрушают пены.
Проблема создания жидких магнитных пен и их превращения в отдельных случаях в твердые магнитные пены в первую очередь связана с поиском высокоэффективных высокодисперсных магнитных носителей, способных находиться в стенках пузырьков пен различного состава и дисперсности. В предлагаемом изобретении в качестве таких магнитных материалов предлагается использовать наночастицы магнитных составов.

Наночастицы (от 1-2 до 30-100 нм) представляют собой особое состояние, отличающееся тем, что доля поверхностных атомов сравнима с числом атомов внутри частицы. Это обуславливает высокую химическую активность таких частиц и их особые физические свойства. В частности, наночастицы магнитных металлов и сплавов, являясь однодоменными, обладают высокой намагниченностью и магнитной анизотропией и в ряде случаев могут обладать высокой коэрцитивной силой и сохранять магнитные свойства до высоких температур. Методы создания таких частиц и их стабилизации хорошо известны.
Занимая промежуточное положение между молекулами и обычными дисперсными системами (с размером частиц от нескольких микрон до долей микрон), наночастицы могут легко стабилизироваться как в жидкой, так и в газовой фазах. Для их поддержания в этих фазах в качестве потенциальных лигандов используют вещества, являющиеся одновременно активными пенообразователями и стабилизаторами.

Содержащие магнитные наночастицы пены в зависимости от природы жидкой фазы могут оставаться жидкими (жидкая магнитная пена) в течение времени от нескольких минут до нескольких часов или затвердевать, принимая, например, форму сосуда, в котором она находится (твердая магнитная пена). Твердые магнитные пены могут содержать существенно больше магнитных наночастиц.
 
По своей структуре магнитные пены представляют собой ячеистые образования, в стенках которых присутствуют магнитные наночастицы, стабизированные молекулами ПАВ, причем в пену могут быть введены как магнитомягкие, так и магнитотвердые материалы. Если пена содержит магнитные материалы с достаточно большой остаточной намагниченностью и коэрцитивной силой, то пена может легко притягиваться и собираться с помощью, например, обычного листа железа. В случае если пена содержит магнитный материал со сравнительно низкой остаточной намагниченностью, то при действии внешнего магнитного поля магнитные моменты находящихся в пене наночастиц магнитных металлов, их сплавов и соединений ориентируются по направлению поля и благодаря этому пена притягивается к источнику магнитного поля.
При расположении источника магнитного поля у поверхности пена легко перемещается по поверхности раздела сред, на котором она находится, в сторону, определяемую градиентом магнитного поля, увлекая за собой все, что находится на поверхности или в ячейках пены. Если источник магнитного поля расположен над поверхностью раздела сред, то его магнитное поле может вызывать отрыв пены от поверхности и ее "прилипание" к источнику поля вместе с содержимым пены. И в том, и в другом случае достигается отделение пены от очищаемой поверхности вместе с содержащимися в ней поглощаемыми компонентами и ее перемещение в нужном направлении.
Для освобождения от поглощенных вредных примесей магнитная пена может быть разрушена обычными методами. Дефицитные магнитные материалы могут быть выделены из образовавшегося продукта стандартными приемами магнитной сепарации. Десорбция из неразрушаемых твердых магнитных пен может быть проведена стандартными приемами промывки растворителями.

Твердые магнитные пены (кажущаяся плотность 0,1-0,04 г/см3), обладая высокоразвитой внутренней поверхностью и низкой теплопроводностью являются к тому же эффективными теплоизолирующими материалами (коэффициент теплопроводности от 0,1 до 0,02 Вт/(м*К)) и одновременно обладают радиопоглощающими свойствами в широком диапазоне излучений (105-1012 Гц). Причем диапозон поглощения может изменяться за счет подбора оптимального состава и размера наночастиц. Получаемые магнитные вспененные составы пригодны для хранения в аэрозольных или других подобных контейнерах, находящихся под давлением.

Магнитные пены по данному изобретению (жидкие и твердые) высвобождаются в виде пены, образуя устойчивые вспененные продукты, пригодные к тому же (твердые пены) для использования в качестве уплотняющих и изолирующих (радиопоглощающих) материалов. Они имеют низкое влагопоглощение - в пределах 0,025-0,5 кг/м2 за 24 часа.

Таким образом, технической задачей заявленного изобретения является снижение водопоглощения, повышение стабильности пены. Поставленная техническая задача решается тем, что с использованием наночастиц определенного размера и определенного магнитного материала получают магнитную пену жидкую или твердую в зависимости от ее основы с разнообразными высокими и стабильными магнитными характеристиками, обеспечивающими им широкий спектр использования, низкой влагопоглощающей способностью.

Так согласно изобретению получают жидкую магнитную пену, содержащую жидкую фазу, пенообразователь и наночастицы магнитного материала, стабилизированные молекулами поверхностно-активного вещества, при этом в качестве магнитного материала такая пена содержит наночастицы феррита бария или магнитотвердых составов типа Nd-Fe-B, Sm-Co, Sm-Fe с размером частиц 2-30 нм в количестве от 2 до 30 вес.%, обеспечивающие взаимодействие пены с внешним магнитным полем.
Предметом данного изобретения является также и твердая магнитная пена, представляющая собой пенопласт, содержащий в пористых стенках гомогенно распределенные наночастицы магнитного материала, стабилизированные молекулами поверхностно-активного вещества, при этом в качестве магнитного материала такая пена содержит наночастицы феррита бария или магнитотвердых составов типа Nd-Fe-B, Sm-Co, Sm-Fe с размером частиц 2-30 нм в количестве от 2 до 30 вес.%, обеспечивающие взаимодействие пены с внешним магнитным полем.

При получении жидких магнитных пен жидкой фазой является вода, органические жидкости, например органические растворители (диметилформамид, ацетон, бензол, бензин), различные синтетические моющие вещества, например моющие средства "Новость", "Прогресс", "Астра", на основе алкилсульфатов натрия, в частности додецилсульфата натрия, препараты сульфонолы ("сульфонол-НП", "сульфонат" и др.), кремнийорганические жидкости, различные олигомеры, например олигостирол, и др.


Страница 2 - 2 из 5
Начало | Пред. | 1 2 3 4 5 | След. | Конец Все

Возврат к списку патентов