Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНОВОГО КАУЧУКА И СПОСОБ ОЧИСТКИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНОВОГО КАУЧУКА И СПОСОБ ОЧИСТКИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНОВОГО КАУЧУКА И СПОСОБ ОЧИСТКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к очистке жидкого низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука, стабилизированного кремнеземом и может быть использовано в промышленности синтетического каучука. Устройство для непрерывный электростатической очистки низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука от ионных и механических примесей содержит отрицательный и положительный электроды в виде коаксиально расположенных металлических труб, причем положительный электрод выполняет роль корпуса, а на отрицательном электроде установлена развитая по поверхности диэлектрическая структура в виде гофра из пленкоэлектрокартона. Способ очистки низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука от ионных и механических примесей путем прохождения его через электростатическое поле между отрицательным и положительным электродами, причем электрическое поле создается неоднородным, очищаемый каучук подается снизу вверх между внешним положительным электродом и гофром из пленкоэлектрокартона, нанизанным на отрицательный электрод, а концентрат перемещается по гофру вниз, образуя пастообразный осадок. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2094128
Класс(ы) патента: B03C5/00
Номер заявки: 96101774/25
Дата подачи заявки: 30.01.1996
Дата публикации: 27.10.1997
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт электронных материалов
Автор(ы): Балагезян Э.Г.; Неелова О.В.; Сергиенко Ю.П.; Чехоев Ф.Х.; Шубин Н.Е.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт электронных материалов
Описание изобретения: Изобретение относится к устройствам, технике и способу очистки жидкого низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука, стабилизированного кремнеземом, и может быть использовано в промышленности синтетического каучука, а очищенный каучук находит применение в ряде интенсивно развивающихся областей техники: микроэлектронике, радиоэлектронике, оптике, технике световодов, медицине.
Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей, включающий корпус и осадительные электроды, выполненные в виде круглых металлических пластин с прорезями, часть из которых образует каналы для прохода жидкости, а другие снабжены перегородками для диэлектрического материала, причем электроды и перегородки формируют ячейки-накопителя загрязнений (авт. св. СССР N 691199, кл. B 03 C 5/00).
Недостатком очистителя является сложность конструкции. Известен способ очистки высококонцентрированных вязких диэлектрических жидкостей от мелкодисперсных примесей путем прокачивания ее через электростатическое поле между отрицательным и положительным электродами и одновременно над очищаемой жидкостью прокачивают несмешивающуюся с очищаемой буферную диэлектрическую жидкость с меньшей вязкостью и последующей ее фильтрацией (авт. св. СССР N 994012, кл. B 03 C 5/00).
Данный способ также является сложным в применении и в подборе буферной жидкости с определенной вязкостью и диэлектрической проницаемостью.
Технология получения низкомолекулярных полидиметилсилоксановых каучуков СКТН (ГОСТ 13835-73) предусматривает в качестве катализатора процесса полимеризации смеси диметилциклосилоксанов использование едкого кали KOH, а для дезактивации остатков катализатора применяется тонкодисперсный кремнезем в количестве до 0,5% (аэросил или белая сажа У-333) Полученный каучук приобретает опалесценцию или мутность и содержит значительное количество ионных примесей щелочных металлов (содержание натрия и калия составляет 10-2 10-3% ). Недостаточная степень чистоты промышленного каучука СКТН затрудняет его использование в электронике, светотехнике, медицине.
Известен способ очистки (осветления) жидкого кремнийорганического каучука, выбранный в качестве прототипа, заключающийся в обработке полимера химическим соединением, обладающим более высокой поверхностной активностью и не смешивающимся с полимером, в частности, гидроксиорганофторсилоксаном, до образования эмульсии с последующим разделением слоев (авт. св. СССР N 1367414. кл. C 08 C 3/02 ДСП от 15.9.87. ). Способ позволяет существенно повысить степень чистоты каучука: коэффициент светопропускания составляет 99-100% содержание ионных примесей натрия и калия 10-4 10-5% Недостатком указанного способа очистки каучука СКТН является низкая производительность, сложность технологии процесса. Это ограничивает его применение лишь лабораторной практикой.
Целью изобретения является упрощение технологии непрерывной очистки низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука и повышение производительности процесса и степени чистоты.
Цель достигается тем, что авторами разработано устройство для непрерывной электростатической очистки низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука от ионных и механических примесей, содержащее отрицательный и положительный электроды, выполненные в виде коаксильно расположенных металлических труб, причем положительный электрод выполняет роль корпуса, а на отрицательном электроде установлена развитая по поверхности диэлектрическая структура из пленкоэлектрокартона.
Способ очистки низкомолекулярного полидиметилоксанового каучука предусматривает прохождение его через электростатическое неоднородное поле между отрицательным и положительным электродами, причем очищаемый каучук подается снизу вверх между внешним положительным электродом и гофром из пленкоэлектрокартона нанизанием на отрицательный электрод, а концентрат примесей перемещается по гофру вниз, образуя пастообразный осадок.
На фиг. 1 показано устройство для непрерывной электростатической очистки низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука (блок электростатического разделения).
Устройство содержит коаксиально расположенные металлические трубы из нержавеющей стали, представляющие собой:
1. центральный отрицательный электрод;
2. внешний положительный электрод;
3. диэлектрическую осадительную структуру в виде гофра из пленкоэлектрокартона.
Сущность способа заключается в том, что при наложении на очищаемую тонкодисперсную взвесь сильного неоднородного электрического поля (напряжение на электродах 20-30 кВ), содержащиеся в жидкости частицы поляризуются, образуя электрические диполи. Внешнее поле приводит частицы в движение-электрофорез. Электрофоретическое перемещение одноименно заряженных частиц в одном направлении приводит к их накоплению у одного из электродов, где тем самым создаются благоприятные условия для коагуляции.
На центральном отрицательном электроде 1. т.е. в зоне большой напряженности поля, установлена развитая по поверхности диэлектрическая структура из пленкоэлектрокартона.
Пленкоэлектрокартон, выпускаемый по ТУ 16.803.138-80, представляет собой композиционный материал на основе электроизоляционного картона марки ЭПВ, скленного с полиэтилентерефталатной пленкой ПЭТ-Э. В предлагаемом устройстве использовали пленкоэлектрокартон толщиной 0,3 мм.
Очищаемый каучук подается снизу вверх через зазор между внешним положительным электродом и гофром. Частицы примесей по мере продвижения жидкости через систему мигрируют к центральному отрицательному электроду 1 и концентрируются в гофре, образуя в нем концентрат в виде суспензии, плотность которой выше, чем плотность очищенного каучука. Концентрат легко перемещается по гофру, изготовленному из пленкоэлектрокартона вниз, удерживаясь все же вблизи него за счет сил электрического поля и не смешиваясь поэтому с очищаемым каучуком. Стекающий с гофра концентрат собирается в нижней части элемента, где, за счет нарастающей в нем концентрации дисперсных частиц, происходит их коагуляция с образованием пастообразного осадка, обладающего все же достаточной для удаления текучестью.
Таким образом, в элементе устанавливается определенный электрогидродинамический режим, при котором происходит постоянная регенерация осадительного гофра.
Технологически установка для очистки низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука (СКТН) включает два блока: блок электростатического разделения (БЭР) и блок питания и управления (БПУ).
БЭР является основной частью установки и предназначен для очистки каучука по изложенному принципу разработанного устройства. Заданная производительность установки (10 т/г очищенного каучука) определила необходимость компоновки БЭР из 6-ти однотипных, параллельно включенных элементов со съемными торцевыми крышками (фланцами), снабженными вентилями. На фланцах имеются элементы ввода кабеля высокого напряжения и кабеля измерительно-блокировочного устройства. Для более качественного периодического освобождения осадительной структуры установки от удержанных загрязнений предусмотрена возможность наклона БЭР на угол 45o относительно вертикальной оси.
БПУ обеспечивает питание установки высоким выпрямленным напряжением (до 30 кВ), экспресс-контроль степени очистки каучука СКТН, а также необходимую блокировку высоковольтных цепей установки в аварийных ситуациях.
На фиг. 2 приведена схема установки для очистки каучука СКТН. Каучук из емкости 1 с помощью шестеренчатого насоса 2 накачивают в сборник 3. Открыв кран 7 заполняют каучуком активную зону БЭР 4, а затем закрывают кран 7. Включают источник высокого напряжения БПУ 5 и устанавливают величину напряжения на электродах (20-25) кВ. Выдерживают каучук в активной зоне БЭР в течение 1 ч. Затем открывают кран 8 для слива очищенного каучука в сборник 6. Первые порции очищенного каучука отбрасывают и соединяют с исходным. Контроль степени чистоты очищенного продукты ведут с помощью стрелочного прибора БПУ. По мере выхода из аппарата очищенного каучука периодически пополняют сборник 3 исходным каучуком. С помощью крана 9 сливают концентрат примесей в сборник для слива.
В таблице приведены результаты очистки ряда партий каучука СКТН марки Б, полученного с Казанского завода синтетического каучука. Коэффициент светопропускания каучука до и после очистки определяли спектрофотомере СФ-26 при длине волны 546 мм при толщине слоя в кювете 10 мм по отношению к кювете сравнения с дистиллированной водой. Содержание примесей натрия и калия в каучуке определяли методом атомно-эмиссионного анализа при 100-кратном обогащении.
Как видно из приведенных в таблице данных, способ очистки каучука СКТН марки Б с использованием устройства для непрерывной очистки позволяет повысить коэффициент светопропускания с 17,5-51% до 99-100% и снизить содержание ионных примесей натрия и калия с 10-2-10-3% до (1-8)·10-5% Выход годного очищенного каучука составляет 95-98%
Установка для очистки каучука компактна (размер 1,5 х 1,5 х 4,0)м, проста в эксплуатации, позволяет проводить очистку в непрерывном режиме и обеспечивает высокую производительность процесса очистки (10 т/г и более очищенного каучука). Кроме того, увеличить производительность установки можно, увеличив количество элементов в БЭР до 20 шт. Процесс очистки на установке является экологически чистым, отходы при очистке, представляющие собой каучук с повышенным содержанием диоксида кремния можно использовать в качестве основы заливочных компаундов типа КТЗ (ЫУО.037.016.ТУ).
Формула изобретения: 1. Устройство для непрерывной электростатической очистки низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука от ионных и механических примесей, содержащее отрицательный и положительный электроды, формирующие электрическое поле, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде коаксиально расположенных металлических труб, причем положительный электрод выполнен в виде корпуса, а на отрицательном электроде установлена развитая по поверхности диэлектрическая структура в виде гофра из пленкоэлектрокартона.
2. Способ непрерывной очистки низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука от ионных и механических примесей путем прохождения его через электростатическое поле между отрицательным и положительным электродами, отличающийся тем, что электростатическое поле создают неоднородным, очищаемый каучук подают снизу вверх между внешним положительным электродом и гофром из пленкоэлектрокартона, нанизанным на отрицательный электрод, а концентрат примесей перемещают по гофру вниз и удаляют из корпуса.