ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения ультратонких полимерных волокон

Классы МПК:D01F1/10 прочих веществ с целью получения волокон с модифицированными свойствами
D01F1/02 добавление веществ в прядильные растворы или расплавленные массы,
B01D39/16 из органического материала, например синтетических волокон 
D01F6/44 из смесей полимеров, полученных реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей, в качестве основной составляющей
D01F6/94 из прочих продуктов поликонденсации
D01D5/00 Образование мононитей, комплексных нитей и тп
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-13
публикация патента:

Изобретение относится к технологии получения ультратонких полимерных волокон методом электроформования и может быть использовано для формирования нетканых волоконно-пористых материалов, применяемых в качестве разделительных перегородок, например, для фильтрации газов и жидкостей, для изготовления диффузионных перегородок, сепараторов химических источников тока и т.п. Раствор для формования содержит 2,5-4 мас.ч. фенолформальдегидной смолы, 2,5-4 мас.ч. поливинилбутираля, 92-95 мас.ч. этилового спирта и в качестве модифицирующих добавок 0,02-0,2 мас.ч. тетрабутиламмоний йодида или 0,01-0,1 мас.ч. хлорида лития. Изобретение обеспечивает повышение электропроводности раствора, повышение выхода ультратонких волокон с диаметром менее 0,1 мкм. 1 табл., 7 пр.

Изобретение относится к растворам для формования ультратонких полимерных волокон методом электроформования, из которых формируют нетканые волокнистые материалы, применяемые в качестве разделительных перегородок, например, для фильтрации газов и жидкостей, для изготовления диффузионных перегородок, сепараторов химических источников тока и т.п.

Известен электродинамический (электростатический) метод получения ультратонких волокон из растворов волокнообразующих полимеров. Осадительная заземленная поверхность может быть выполнена в виде непрерывной движущейся транспортерной ленты или в виде вращающихся подвижных барабанов [Патент США N 2158415, кл. 264-10, 1939].

Недостатком известного метода является относительно не стабильное дозирование раствора полимера через фильеру.

Известен способ получения ультратонких волокон [Патент РФ 2242546, кл. D01D 5/00, опубл. 20.12.2004]. Прядильный раствор попадает на дозирующее сопло, к которому прилагается высокое электрическое напряжение. Истекая из сопла, струя раствора полимера расщепляется на отдельные волокна, которые затем отвердевают и, дрейфуя, осаждаются на заземленный металлический лист. Согласно изобретению, регулируя расстояние между соплом и заземленным металлическим листом и величину электрического напряжения, добиваются максимального расщепления струи раствора полимера и осаждают наиболее тонкие отвердевшие полимерные волокна путем их дрейфа на вращающийся барабан, к которому приложено дополнительное электрическое напряжение.

Недостатком известного способа является относительная сложность аппаратурного оформления процесса из-за наличия вращающихся валков, к которым подведено электрическое напряжение.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения полимерных волокон диаметром от 0,1 до 7 мкм методом электроформования из раствора, содержащего два полимера и органический растворитель, в качестве полимеров используют неволокнообразующую фенолформальдегидную смолу и поливинилбутираль, а в качестве органического растворителя этиловый спирт и/или дихлорэтан при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Фенолформальдегидная смола 3-21
Поливинилбутираль 3-7
Этиловый спирт или дихлорэтан 5-94/0-89

Недостатком известного раствора является невозможность получения из него волокон диаметром менее 0,1 мкм (РФ 2065513).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение ультратонких полимерных волокон диаметром менее 0,1 мкм.

Данный технический результат достигается тем, что ультратонкие полимерные волокна получают методом электроформования из раствора для формования, содержащего в качестве полимеров неволокнообразующую фенолформальдегидную смолу и поливинилбутираль, а в качестве органического растворителя этиловый спирт, дополнительно содержит в качестве модифицирующей добавки хлорид лития или тетрабутиламмоний йодид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Фенолформальдегидная смола 2,5-4
Поливинилбутираль 2,5-4
Хлорид лития 0,01-0,1
Этиловый спирт 92-95

или

Фенолформальдегидная смола 2,5-4
Поливинилбутираль 2,5-4
Тетрабутиламмоний йодид 0,02-0,2
Этиловый спирт92-95

Практическую реализацию предложенного изобретения раскрывают приведенные ниже примеры выполнения.

Пример 1.

Навески поливинилбутираля и фенолформальдегидной смолы добавляют в этиловый спирт в соответствии с рецептурой (см. табл.1), затем компоненты смешивают в течение 3-5 часов при температуре 30-40°C. Раствор полимеров был использован на лабораторной установке, содержащей один капилляр, установленный на расстоянии 30 см от поверхности осадительного заземленного электрода в виде плоской металлической пластины диаметром 30 см. Через дозирующий капилляр устанавливали расход раствора полимеров 0,03 см3/с. При подаче высоковольтного потенциала 25-30 кВ из капилляра вытягивались заряженные струи, которые в виде сухого волокна осаждались равномерным слоем на заземленном электроде.

Таблица 1
ПоказателиПримеры Прототип
1 234 56
Состав раствора, мас.ч.способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097
ФФС 2,542,5 ' 42,54 3-21
Поливинилбутираль 2,54 2,542,5 43-7
Этиловый спирт,95 929592 959271-94
или дихлорэтан, --- --- способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097
или смесь этиловый спирт и-- --- -остальное
дихлорэтан в соотношенииспособ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 -- способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097
3,6-89/3,6-89 --- --- способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097
Модифицирующие добавки, мас.ч.:способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097 способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097
Хлорид лития 000,01 -од- -
Тетрабутиламмоний йодид 00 -0,02- 0,2-
Электропроводность раствора, См/м3,1·1010 -44,5·10-4 5,0-10-3 8,7-10-39,2-10-2 5,9-10-2 -
Диаметр волокон, мкм 0,10-0,300,12-0,35 0,06-0,280,09-0,30 0,05-0,120,06-0,14 от 0,1 до 7
Содержание волокон с диаметром менее 0,1 мкм, %0 0258 3027-

В таблице приведена электропроводность раствора полимера, являющаяся важной технологической характеристикой для получения полимерных волокон методом электроформования. Низкая электропроводность раствора полимеров (пример 1 и 2) не позволяет получать полимерные волокна с диаметром менее 0,1 мкм.

Примеры 2-6 выполняются аналогично примеру 1 по рецептурам, приведенным в таблице 1.

Введение модифицирующих добавок в количествах 0,01 до 0,2 мас.ч. (примеры 3-6) обеспечивает повышение электропроводности растворов в 10-100 раз, благодаря чему получены полимерные ультратонкие волокна, содержащие до 25-30% волокон с диаметром от 0,05 до 0,1 мкм.

Дальнейшее увеличение содержания модифицирующих добавок приводит к снижению выхода полимерных ультратонких волокон с диаметрами менее 0,1 мкм и поэтому является не целесообразным.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения ультратонких полимерных волокон путем электроформования из раствора полимеров, включающего неволокнообразующую фенолформальдегидную смолу и поливинилбутираль, используя в качестве органического растворителя этиловый спирт, отличающийся тем, что раствор дополнительно содержит модифицирующую добавку хлорида лития или тетрабутиламмоний йодида при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Фенолформальдегидная смола 2,5-4
Поливинилбутираль 2,5-4
Этиловый спирт 92-95
Хлорид лития 0,01-0,1
или способ получения ультратонких полимерных волокон, патент № 2527097
Тетрабутиламмоний йодид 0,02-0,2


а полученные волокна имеют диаметр от 0,06 до 0,1 мкм.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2527097

patent-2527097.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D01F1/10 прочих веществ с целью получения волокон с модифицированными свойствами

Патенты РФ в классе D01F1/10:
способ модификации диацетатцеллюлозных волокон -  патент 2515313 (10.05.2014)
способ изготовления полого волокна на основе полиамидоимида и полое волокно -  патент 2510435 (27.03.2014)
сверхтонкая комплексная нить, содержащая дезодорирующее средство, и способ ее получения -  патент 2500841 (10.12.2013)
способ получения целлюлозных формованных изделий, целлюлозное формованное изделие и его применение -  патент 2485225 (20.06.2013)
электретные полотна с добавками для увеличения заряда -  патент 2449066 (27.04.2012)
способ получения синтетического волокна с биоцидными свойствами -  патент 2447206 (10.04.2012)
синтетическая нить с возможностью идентификации и способ ее получения -  патент 2447205 (10.04.2012)
способ получения синтетического волокна с биоцидными свойствами -  патент 2447204 (10.04.2012)
многокомпонентные волокна -  патент 2444583 (10.03.2012)
способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон -  патент 2431004 (10.10.2011)

Класс D01F1/02 добавление веществ в прядильные растворы или расплавленные массы,

Класс B01D39/16 из органического материала, например синтетических волокон 

Патенты РФ в классе B01D39/16:
способ получения антибиотического покрытия на фильтрующем материале -  патент 2525486 (20.08.2014)
фильтрующий термостойкий нановолокнистый материал и способ его получения -  патент 2524936 (10.08.2014)
фильтровальный нетканый волокнистый материал для микроагрегатной и лейкофильтрации гемотрансфузионных сред -  патент 2522626 (20.07.2014)
способ получения нетканого волокнистого материала и нетканый материал -  патент 2493006 (20.09.2013)
способ получения фильтрующего полимерного материала и фильтрующий материал -  патент 2492912 (20.09.2013)
способ разделения смесей двух несмешивающихся жидкостей типа масло-в-воде -  патент 2492905 (20.09.2013)
фильтрующий материал -  патент 2478005 (27.03.2013)
способ изготовления электретных изделий, основанный на использовании зета-потенциала -  патент 2472885 (20.01.2013)
многослойный нетканый фильтрующий материал -  патент 2465034 (27.10.2012)
нетканый фильтровальный материал для бактериально-вирусных дыхательных фильтров и способ его изготовления (варианты) -  патент 2461675 (20.09.2012)

Класс D01F6/44 из смесей полимеров, полученных реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей, в качестве основной составляющей

Класс D01F6/94 из прочих продуктов поликонденсации

Класс D01D5/00 Образование мононитей, комплексных нитей и тп

Патенты РФ в классе D01D5/00:
технологическая линия для изготовления фибры (арматурных элементов) из полимерной массы -  патент 2520113 (20.06.2014)
способ изготовления множества высокопрочных, высокомодульных нитей из ароматического полиамида -  патент 2516154 (20.05.2014)
состав для получения волокон методом электроформования -  патент 2515842 (20.05.2014)
найлоновое штапельное волокно с высокой несущей способностью и изготовленные из него смешанные найлоновые пряжи и материалы -  патент 2514757 (10.05.2014)
способ изготовления полого волокна на основе полиамидоимида и полое волокно -  патент 2510435 (27.03.2014)
способ получения высокомолекулярных полиэтиленовых волокон -  патент 2502835 (27.12.2013)
способ и устройство для получения тонких волокон -  патент 2497983 (10.11.2013)
способ получения элементарных нитей из полиамида с очень высокой молекулярной массой -  патент 2493299 (20.09.2013)
искусственная твердая мозговая оболочка и способ ее производства -  патент 2491961 (10.09.2013)
способ и устройство для формования волокна из полимерной матрицы в электростатическом поле -  патент 2489535 (10.08.2013)


Наверх