RU2375304C2 - Глина, содержащая заряд-компенсирующие органические ионы, и нанокомпозиционные материалы, содержащие такую глину - Google Patents
Глина, содержащая заряд-компенсирующие органические ионы, и нанокомпозиционные материалы, содержащие такую глину Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375304C2 RU2375304C2 RU2007124570/15A RU2007124570A RU2375304C2 RU 2375304 C2 RU2375304 C2 RU 2375304C2 RU 2007124570/15 A RU2007124570/15 A RU 2007124570/15A RU 2007124570 A RU2007124570 A RU 2007124570A RU 2375304 C2 RU2375304 C2 RU 2375304C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clay
- rosin
- composite material
- ions
- organic
- Prior art date
Links
- 239000004927 clay Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 33
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 36
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 19
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims description 79
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 40
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 31
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 21
- 229910003471 inorganic composite material Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 14
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 12
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 10
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 5
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 4
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 3
- 150000008064 anhydrides Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L hectorite Chemical compound [Li+].[OH-].[OH-].[Na+].[Mg+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O[Si]([O-])(O1)O[Si]1([O-])O2 KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O sulfonium Chemical compound [SH3+] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- TXAWHEKYMBJFNU-UHFFFAOYSA-N [N+](=O)([O-])S(=O)(O)(S(=O)(=O)O)S(=O)(=O)O Chemical compound [N+](=O)([O-])S(=O)(O)(S(=O)(=O)O)S(=O)(=O)O TXAWHEKYMBJFNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000021152 breakfast Nutrition 0.000 claims description 2
- VNSBYDPZHCQWNB-UHFFFAOYSA-N calcium;aluminum;dioxido(oxo)silane;sodium;hydrate Chemical compound O.[Na].[Al].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O VNSBYDPZHCQWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 claims description 2
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 claims description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004464 hydroxyphenyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- GASFVSRUEBGMDI-UHFFFAOYSA-N n-aminohydroxylamine Chemical compound NNO GASFVSRUEBGMDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000273 nontronite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 claims description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 claims description 2
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 15
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 11
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 8
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 8
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 8
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 8
- 150000001450 anions Chemical group 0.000 description 7
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 7
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 6
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 5
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 5
- 239000013339 polymer-based nanocomposite Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 4
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 4
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 4
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000005037 alkyl phenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 150000002891 organic anions Chemical class 0.000 description 3
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- 229910003023 Mg-Al Inorganic materials 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 2
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 229920006242 ethylene acrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920006244 ethylene-ethyl acrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920006225 ethylene-methyl acrylate Polymers 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000004356 hydroxy functional group Chemical group O* 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 2
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- SECPZKHBENQXJG-FPLPWBNLSA-N palmitoleic acid Chemical compound CCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O SECPZKHBENQXJG-FPLPWBNLSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920000636 poly(norbornene) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 2
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 2
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 description 2
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXBFAGQTUAMQSX-PKUWUEBNSA-N (1R)-1,3-dimethyl-2-[2-(3-propan-2-ylphenyl)ethyl]cyclohexane-1-carboxylic acid Chemical compound CC(C)c1cccc(CCC2C(C)CCC[C@@]2(C)C(O)=O)c1 UXBFAGQTUAMQSX-PKUWUEBNSA-N 0.000 description 1
- YPGLTKHJEQHKSS-ASZLNGMRSA-N (1r,4ar,4bs,7r,8as,10ar)-1,4a-dimethyl-7-propan-2-yl-2,3,4,4b,5,6,7,8,8a,9,10,10a-dodecahydrophenanthrene-1-carboxylic acid Chemical compound [C@H]1([C@](CCC2)(C)C(O)=O)[C@@]2(C)[C@H]2CC[C@@H](C(C)C)C[C@@H]2CC1 YPGLTKHJEQHKSS-ASZLNGMRSA-N 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;styrene Chemical compound CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDVQVDCKOMMHSE-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;styrene Chemical compound CC(=C)C=C.CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 ZDVQVDCKOMMHSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WXBXVVIUZANZAU-UHFFFAOYSA-N 2E-decenoic acid Natural products CCCCCCCC=CC(O)=O WXBXVVIUZANZAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UZZYXZWSOWQPIS-UHFFFAOYSA-N 3-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzaldehyde Chemical compound FC1=CC(C=O)=CC(C(F)(F)F)=C1 UZZYXZWSOWQPIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTXXTMOWISPQSJ-UHFFFAOYSA-N 4,4,4-trifluorobutan-2-one Chemical compound CC(=O)CC(F)(F)F BTXXTMOWISPQSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQACOLQNOUYJCE-FYZZASKESA-N Abietic acid Natural products CC(C)C1=CC2=CC[C@]3(C)[C@](C)(CCC[C@@]3(C)C(=O)O)[C@H]2CC1 BQACOLQNOUYJCE-FYZZASKESA-N 0.000 description 1
- 101100533729 Arabidopsis thaliana SMR5 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 1
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 description 1
- QUUCYKKMFLJLFS-UHFFFAOYSA-N Dehydroabietan Natural products CC1(C)CCCC2(C)C3=CC=C(C(C)C)C=C3CCC21 QUUCYKKMFLJLFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NFWKVWVWBFBAOV-UHFFFAOYSA-N Dehydroabietic acid Natural products OC(=O)C1(C)CCCC2(C)C3=CC=C(C(C)C)C=C3CCC21 NFWKVWVWBFBAOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005698 Diels-Alder reaction Methods 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- RWWVEQKPFPXLGL-ONCXSQPRSA-N L-Pimaric acid Chemical compound [C@H]1([C@](CCC2)(C)C(O)=O)[C@@]2(C)[C@H]2CC=C(C(C)C)C=C2CC1 RWWVEQKPFPXLGL-ONCXSQPRSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- RWWVEQKPFPXLGL-UHFFFAOYSA-N Levopimaric acid Natural products C1CCC(C(O)=O)(C)C2C1(C)C1CC=C(C(C)C)C=C1CC2 RWWVEQKPFPXLGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGMSWPSAVZAMKR-UHFFFAOYSA-N Me ester-3, 22-Dihydroxy-29-hopanoic acid Natural products C1CCC(C(O)=O)(C)C2C1(C)C1CCC(=C(C)C)C=C1CC2 KGMSWPSAVZAMKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229920009204 Methacrylate-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 1
- KGMSWPSAVZAMKR-ONCXSQPRSA-N Neoabietic acid Chemical compound [C@H]1([C@](CCC2)(C)C(O)=O)[C@@]2(C)[C@H]2CCC(=C(C)C)C=C2CC1 KGMSWPSAVZAMKR-ONCXSQPRSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000021319 Palmitoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N aluminum;trihydroxy(trihydroxysilyloxy)silane;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O[Si](O)(O)O HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 1
- NBXMMTVKODTVSL-UHFFFAOYSA-N chloroethene;prop-1-ene Chemical group CC=C.ClC=C NBXMMTVKODTVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECPZKHBENQXJG-UHFFFAOYSA-N cis-palmitoleic acid Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O SECPZKHBENQXJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- NFWKVWVWBFBAOV-MISYRCLQSA-N dehydroabietic acid Chemical compound OC(=O)[C@]1(C)CCC[C@]2(C)C3=CC=C(C(C)C)C=C3CC[C@H]21 NFWKVWVWBFBAOV-MISYRCLQSA-N 0.000 description 1
- 229940118781 dehydroabietic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005042 ethylene-ethyl acrylate Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920006168 hydrated nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J kaolinite Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000090 poly(aryl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920002755 poly(epichlorohydrin) Polymers 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920005670 poly(ethylene-vinyl chloride) Polymers 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920005559 polyacrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920006126 semicrystalline polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000003017 thermal stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- WXBXVVIUZANZAU-CMDGGOBGSA-N trans-2-decenoic acid Chemical compound CCCCCCC\C=C\C(O)=O WXBXVVIUZANZAU-CMDGGOBGSA-N 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001862 ultra low molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к органоглинам и их использованию. Предложены глины, содержащие заряд-компенсирующие органические ионы, в которых, по крайней мере, часть органических ионов представляет собой ионы на основе канифоли. Предложен гибридный композиционный материал, включающий в себя полимерную матрицу и глину, содержащую заряд-компенсирующие органические ионы, в которых, по крайней мере, часть органических ионов представляет собой ионы на основе канифоли. Изобретение позволяет расширить ассортимент органоглин и композиционных материалов на их основе. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Данное изобретение относится к глинам, включающим в себя заряд-компенсирующие органические ионы, и их использованию. Изобретение дополнительно относится к гибридным органическим-неорганическим композиционным материалам, включающим в себя данные глины, и их использованию.
Глины с заряд-компенсирующими ионами известны в данной области техники. Например, патент WO 99/35186 раскрывает нанокомпозиционные материалы, включающие в себя полимерную матрицу и слоистый двойной гидроксид (СДГ), в которых СДГ модифицирован анионами, такими как анионы карбоновых кислот, сульфокислот, фосфокислот и серных кислот, которые содержат алкильную или алкилфенильную группу, имеющую от 6 до 22 атомов углерода.
Патент WO 00/09599 описывает композиционные материалы, включающие в себя полимерную матрицу и СДГ. СДГ представляет собой, например, гидроталькит с ионами, выбранными из незамещенных или замещенных алифатических или ароматических карбоновых кислот и их щелочных солей. В WO 00/09599, в частности, упоминаются как монокарбоновые, имеющие от 6 до 35 атомов углерода, так и дикарбоновые кислоты и их сложные эфиры.
EP 0 780 340 раскрывает интеркалированные слоистые материалы, такие как минералы смектитовой глины, в которых интеркалирующий ион представляет собой мономерное органическое соединение, которое включает функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из гидроксильной, полигидроксильной, карбонильной, карбоксильной, аминной, амидной, эфирной, сложноэфирной, фенильной групп и их смесей. Приведено множество примеров данных мономерных органических соединений. EP 0 780 340 также описывает, что данные интеркалированные слоистые материалы могут быть использованы в нанокомпозиционных материалах.
Цель данного изобретения состоит в том, чтобы предложить новый класс глин, содержащих заряд-компенсирующие органические ионы, и гибридных органических-неорганических композиционных материалов, содержащих данные глины.
Данная цель достигается с помощью глин, выбранных из анионных глин, глин смектитового типа и вермикулита, которые включают в себя заряд-компенсирующие органические ионы, из которых, по крайней мере, часть представляет собой ионы на основе канифоли.
Глины, обработанные заряд-компенсирующими органическими ионами, обычно относятся к “органоглинам”. Глина в соответствии с данным изобретением, следовательно, также относится к “органоглинам”.
Органоглина по данному изобретению является органофильной или совместимой с органическими материалами, что делает ее пригодной для вариантов применения, в которых глину необходимо диспергировать в органической среде так, чтобы получить гибридные органические-неорганические композиционные материалы. В соответствии с данным изобретением, по крайней мере, часть органических ионов представляет собой ионы на основе канифоли. Химические и физические свойства канифоли делают органоглину по данному изобретению пригодной для использования в широком диапазоне вариантов применения и в широком диапазоне органических сред, например, полимеров. Напротив, обычные органоглины, как правило, пригодны для более ограниченного диапазона вариантов применения и/или органических сред. Дополнительное преимущество канифоли заключается в том, что она дешевая, легкодоступная и легко модифицируется.
В контексте данной заявки термин “заряд-компенсирующий органический ион” относится к органическим ионам, которые компенсируют недостаток электростатического заряда кристаллических листов глины. Так как глина имеет в основном слоистую структуру, заряд-компенсирующие органические ионы могут находиться в межслоевом пространстве, на грани или на внешней поверхности расположенных друг над другом слоев глины. Такие органические ионы, находящиеся в межслоевом пространстве расположенных друг над другом слоев глины, относятся к интеркалирующим ионам.
Такая глина с расположенными «стопкой» слоями или органоглина также может расслаиваться или расшелушиваться, например, в полимерной матрице. В контексте данного описания термин “расслоение” определяется как уменьшение средней степени укладки в стопку частиц глины за счет, по крайней мере, частичного уменьшения количества слоев в структуре глины, вследствие чего образуется материал, содержащий значительно больше отдельных листов глины на единицу объема. Термин “расшелушивание” определяется как полное расслоение, т.е. исчезновение периодичности в направлении, перпендикулярном листам глины, приводящее к случайному распределению отдельных слоев в среде, вследствие чего полностью пропадает порядок укладки слоев.
Набухание или расширение глин, называемое также интеркаляцией глин, может наблюдаться с помощью рентгеноструктурного анализа (РСА), потому что положение базисных отражений, т.е. отражений d(001), свидетельствует о расстоянии между слоями, которое увеличивается при интеркаляции.
Уменьшение средней степени укладки в стопку глины может наблюдаться как уширение, вплоть до исчезновения, отражений РСА или увеличение асимметрии базисных отражений (001).
Определение полного расслоения, т.е. расшелушивания, остается аналитической проблемой, но, в общем случае, может быть установлено при полном исчезновении отражений с индексами, отличными от hk0, от исходной глины.
Упорядочение слоев и, следовательно, мера расслоения дополнительно могут быть наглядно продемонстрированы с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ).
Глина в соответствии с данным изобретением может быть анионной или - в случае глин смектитового типа и вермикулита - катионной. Анионные глины представляют собой глины с заряд-компенсирующими анионами; катионные глины представляют собой глины с заряд-компенсирующими катионами.
В данном изобретении анионные глины представляют собой наиболее предпочтительные типы глин.
Примерами глин смектитового типа являются монтмориллонит, бейделлит, нонтронит, гекторит, сапонит и сауконит. Данные смектиты и способы их получения описаны в патентах US 4695402, US 3855147, US 3852,405, US 3844979, US 3844978, US 3671190, US 3666407, US 3586478 и US 3252757. Предпочтительные смектиты представляют собой монтмориллонит, гекторит и сапонит. Наиболее предпочтительным смектитом является монтмориллонит.
По сравнению с другими катионными глинами, такими как каолинит, галлуазит, иллит и хлорит, глины смектитового типа и вермикулит обладают катионообменной способностью в интервале 50-200 мэкв/100 г. Данная катионообменная способность легко определяется общеизвестными способами.
Расстояние между отдельными слоями глины в органоглинах на основе катионной глины, как правило, больше, чем расстояние между слоями исходной катионной глины, которая не содержала ионов на основе канифоли. Предпочтительно, чтобы расстояние между слоями в катионной глине в соответствии с данным изобретением составляло, по крайней мере, 1,0 нм, предпочтительнее, по крайней мере, 1,5 нм и наиболее предпочтительно, по крайней мере, 2 нм. Расстояние между отдельными слоями может быть определено с использованием рентгеноструктурного анализа, как описано ранее.
Анионные глины представляют собой глины, содержащие заряд-компенсирующие анионы и имеющие слоистую структуру, соответствующие общей формуле
где М2+ представляет собой двухвалентный металл, такой как Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Mg2+, М3+ представляет собой трехвалентный металл, такой как Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+ и Ga3+, значения m и n таковы, что m/n=от 1 до 10, и значение b лежит в интервале от 0 до 10. Х представляет собой заряд-компенсирующий ион и может быть гидрокси-, карбонат-, бикарбонат-, нитрат-, хлорид-, бромид-, сульфонат-, сульфат-, бисульфат-, ванадат-, вольфрамат-, борат-, фосфат-ионом, межслойным комплексным ионом-столбиком, таким как HVO4 -, V2O7 4-, HV2O12 4-, V3O9 3-, V10O28 6-, Mo7O24 6-,
PW12O40 3-, B(OH)4 -, B4O5(OH)4 2-, [B3O3(OH)4]-, [B3O3(OH)5]2- HBO4 2-, HGaO3 2-, CrO4 2-, и Кеггиновским ионом. Предпочтительные неорганические анионные глины содержат карбонат-, нитрат-, сульфат- и/или гидроксильные анионы в межслоевом пространстве, потому что они являются наиболее легкодоступными и наименее дорогими неорганическими анионными глинами. В рамках данного описания карбонат- и бикарбонат-анионы определены как имеющие неорганическую природу.
Органоглины на основе анионной глины в соответствии с данным изобретением представляют собой анионные глины, как определено ранее, в которых, по крайней мере, часть заряд-компенсирующих ионов представляет собой ионы на основе канифоли.
Термин “анионная глина” включает гидроталькит и гидроталькитоподобные анионные глины, называемые также слоистыми двойными гидроксидами (СДГ). Примерами гидроталькитоподобных материалов являются мейкснерит, манассеит, пироаурит, шегренит, стихтит, барбертонит, таковит, ривесит и десотельсит. Предпочтительны анионные глины, имеющие слоистую структуру, соответствующие общей формуле
где значения m и n таковы, что m/n=от 1 до 10, предпочтительно от 1 до 6, предпочтительнее от 2 до 4 и наиболее предпочтительно значение, близкое к 3; значение b лежит в интервале от 0 до 10, как правило, от 2 до 6 и зачастую около 4. Х представляет собой заряд-компенсирующий ион и может быть гидрокси-, карбонат-, бикарбонат-, нитрат-, хлорид-, бромид-, сульфонат-, сульфат-, бисульфат-, ванадат-, вольфрамат-, борат-, фосфат-ионом, межслойным комплексным ионом-«столбиком», таким как HVO4 -, V2O7 4-, HV2O12 4-, V3O9 3-, V10O28 6-, Mo7O24 6-, PW12O40 3-, B(OH)4 -, B4O5(OH)4 2-, [B3O3(OH)4]-, [B3O3(OH)5]2- HBO4 2-, HGaO3 2-, CrO4 2-, и Кеггиновским ионом.
Анионная глина может иметь любую кристаллическую форму, известную в данной области техники, такую как описано Cavali с соавторами (Catalysis today, 11 (1991), pp. 173-301) и Bookin с соавторами (Clays and Clay Minerals, (1993), Vol. 41(5), pp. 558-564), как, например, стопки 3H1, 3H2, 3R1 или 3R2.
Расстояние между отдельными слоями глины в органоглинах на основе анионной глины, как правило, больше, чем расстояние между слоями исходной анионной глины, которая не содержит ионов на основе канифоли. Предпочтительно, чтобы расстояние между слоями в органоглине на основе анионной глины в соответствии с данным изобретением составляло, по крайней мере, 1,0 нм, предпочтительнее, по крайней мере, 1,5 нм и наиболее предпочтительно, по крайней мере, 2 нм. Расстояние между отдельными слоями может быть определено с использованием рентгеноструктурного анализа, как описано ранее.
По крайней мере, часть заряд-компенсирующих органических анионов в органоглине в соответствии с данным изобретением представляет собой ионы на основе канифоли. Канифоль выделяют из природных источников, она легкодоступна и относительно дешева по сравнению с синтетическими органическими ионами. Типичными примерами природных источников канифоли являются живичная канифоль, древесная канифоль и талловые канифоли. Канифоль, в общем случае, представляет собой смесь широкого диапазона разных изомеров монокарбоновых трициклических канифольных кислот, обычно имеющих около 20 атомов углерода. Трициклические структуры различных канифольных кислот отличаются преимущественно положением двойных связей. В основном, канифоль представляет собой смесь веществ, включающую в себя левопимарововую кислоту, неоабиетиновую кислоту, палюстровую кислоту, абиетиновую кислоту, дегидроабиетиновую кислоту, секодегидроабиетиновую кислоту, тетрагидроабиетиновую кислоту, дигидроабиетиновую кислоту, пимарововую кислоту и изопимарововую кислоту. Канифоль, выделенная из природных источников, также включает канифоли, т.е. канифольные смеси, модифицированные, в частности, посредством полимеризации, изомеризации, диспропорционирования, гидрогенизации, реакций Дильса-Альдера с акриловой кислотой, ангидридами и сложными эфирами акриловой кислоты. Продукты, полученные в ходе данных процессов, относятся к модифицированным канифолям. Натуральная канифоль также может быть химически изменена посредством любого процесса, известного в данной области техники, такими как, например, взаимодействие карбоксильной группы канифоли с оксидами металлов, гидроксидами металлов или солями для создания канифольного мыла или солей (так называемых резинатов). Такие химически измененные канифоли относятся к производным канифоли.
Канифоли могут быть модифицированы либо химически изменены введением органической группы, анионной группы или катионной группы. Органической группой может быть замещенный или незамещенный алифатический или ароматический углеводород, имеющий от 1 до 40 атомов углерода. Анионной группой может быть любая анионная группа, известная специалистам в данной области техники, такая как карбоксилатная или сульфонатная группа. Катионной группой может быть “ониевая” группа, такая как сульфониевая, фосфониевая и четвертичная аммониевая группа, где “ониевая” группа непосредственно присоединена к канифоли или присоединена к канифоли через замещенный или незамещенный алифатический или ароматический углеводород, имеющий от 1 до 40 атомов углерода. Предпочтительно, чтобы “ониевая” группа представляля собой четвертичную аммониевую группу. Канифоли, включающие в себя четвертичную аммониевую группу, особенно пригодны в качестве заряд-компенсирующих органических ионов в катионных глинах. Подходящие примеры таких глин можно найти в статье Wang Hengshan, Tang Lidong, Pan Yingming, Liang Min (“Synthesis of Novel Chiral Quaternary Ammonium Salt from Rosin” in Chemical Journal on Internet, August 1, 2004, Vol. 6, Nо. 8, P.56.), в патентах US 2510195, US 2686776 и US 2623870. Однако, менее предпочтительно, чтобы в органоглинах на основе катионных глин присутствовали алифатические моно-, ди- и полиамины, полученные из канифольных кислот, из-за их стоимости, низкой коммерческой доступности, относительно низкой чистоты и, следовательно, относительно низкой функциональности таких материалов на основе канифоли.
Дополнительную информацию о данных материалах на основе канифоли можно извлечь из D.F. Zinkeu и J. Russell (in Naval Stores, production-chemistry-utilization, 1989, New York, Section II, Chapter 9) и J.B. Class (“Resins, Natural”, Chapter 1: “Rosin and Modified Rosins”, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, online posting date: December 4, 2000).
В данном описании термин “ион на основе канифоли” относится к любому из вышеупомянутых типов канифолей, модифицированных канифолей и производных канифолей.
Также предполагается использовать один или более органических ионов, отличных от ионов на основе канифоли. Данные органические ионы могут изменять физические и химические свойства глин по желанию. Органическим ионом, отличным от иона на основе канифоли, может быть любой органический ион, известный в данной области техники, такой как описано в EP 0 780 340 и WO 00/09599. Предпочтительно, чтобы органическим ионом был анион, выбранный из группы, состоящей из карбоновых кислот, сульфокислот, фосфокислот и серных кислот, которые содержат алкильную или алкилфенильную группу, имеющую от 6 до 35 атомов углерода. Особенно предпочтительны органические ионы жирных кислот, имеющих от 8 до 22 атомов углерода. Подходящими примерами таких жирных кислот являются каприловая кислота, каприновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, арахиновая кислота, деценовая кислота, пальмитолеиновая кислота, олеиновая кислота, линолевая кислота, линоленовая кислота и их смеси. Отмечено, что глины и, в частности, анионные глины, включающие в себя заряд-компенсирующие ионы на основе канифоли и жирных кислот, пригодны для использования в гибридных органических-неорганических композиционных материалах и, в частности, в композиционных материалах типа полимер-глина. Данные интеркалированные глины предпочтительно используются в гомо- и сополимерах полиолефинов. Особенно предпочтительными олефинами являются полиэтилен и полипропилен.
В качестве альтернативного или дополнительного варианта, органическим ионом, отличным от иона на основе канифоли, может быть любой катион, известный в данной области техники. Предпочтительно, чтобы органический катион представлял собой углеводород, включающий в себя четвертичную аммониевую группу, такой как описано в EP 0780340.
Отмечено, что органический анион предпочтительно используется в анионных глинах, а органический катион предпочтительно используется в катионных глинах.
Как правило, по крайней мере, 10% от общего количества заряд-компенсирующих ионов в органоглинах в соответствии с данным изобретением составляют ионы на основе канифоли, предпочтительно, по крайней мере, 30%, предпочтительнее, по крайней мере, 60%, и наиболее предпочтительно, по крайней мере, 90% от общего количества интеркалирующих ионов составляют ионы на основе канифоли.
Органоглина в соответствии с изобретением может быть приготовлена аналогично известным способам приготовления органоглин предшествующего уровня техники. Примеры таких методов можно найти в WO 00/09599 для органоглин на основе анионной глины и в EP 0780340 для органоглин на основе катионной глины.
Подходящие способы приготовления органоглины в соответствии с данным изобретением включают:
а) ионный обмен с ионами на основе канифоли;
б) синтез глины в присутствии ионов на основе канифоли;
в) обжиг глины и последующая регидратация в присутствии ионов на основе канифоли;
г) замена карбонат-ионов глины минеральной кислотой и последующий ионный обмен с ионами на основе канифоли.
Дополнительные способы описаны в работе Carlino (Solid State Ionics, 1996, 98, pp. 73-84). В данной статье описаны такие способы, как способ проведения реакции при нагревании или плавлении и способ обмена под действием глицерина. В соответствии со способом проведения реакции при нагревании или плавлении глину и ион на основе канифоли тщательно перемешивают вместе при повышенной температуре, предпочтительно при температуре, превышающей температуру плавления иона. В соответствии со способом обмена под действием глицерина происходит немедленное набухание глины под действием глицерина, после которого вводится ион на основе канифоли и происходит последующая интеркаляция. Отмечено, что данный способ также можно осуществлять с использованием других агентов набухания, отличных от глицерина, таких как этанол, 2-пропанол, бутанол, триэтиленгликоль и т.д.
В качестве другого варианта органоглина по изобретению может быть приготовлена сплавлением измельченных канифоли и глины.
Органоглина по данному изобретению может использоваться в качестве составной части в композициях для покрытия, составах (печатных) красок, веществах для повышения клейкости, композициях на основе канифоли, каучуковых композициях, чистящих составах, в растворах для бурения и цементах, в гипсовых составах, в нетканых тканях, волокнах, пеноматериалах, мембранах, в ортопластиковых образцах, (пред-)керамических материалах и в гибридных органических-неорганических композиционных материалах, таких как нанокомпозиты на основе полимеров. Органоглина по изобретению может также использоваться в реакциях полимеризации, таких как полимеризация в растворе, полимеризация в эмульсии и полимеризация в суспензии. Органоглина может также служить добавкой для кристаллизации в полукристаллических полимерах, таких как полипропилен. Органоглина может также использоваться в вариантах применения, где могут быть объединены индивидуальные функции глины и иона на основе канифоли, как в процессе изготовления бумаги или в производстве моющих средств. Дополнительно, органоглина по данному изобретению может использоваться в контролируемом высвобождении лекарственных средств, пестицидов и/или удобрений и в качестве сорбентов органических соединений, таких как загрязнители, красители и т.д.
Данное изобретение также имеет отношение к гибридным органическим-неорганическим композиционным материалам, включающим в себя полимерную матрицу и органоглину в соответствии с изобретением. Глина, присутствующая в композиционном материале, может поглощать примеси или побочные продукты инициаторов, используемых для полимеризации полимера. По сравнению с органическими анионами или катионами, используемыми в данной области техники, канифоль является дешевой, легкодоступной и легко модифицируемой.
Благодаря органической природе ионов на основе канифоли органоглина по данному изобретению является гидрофильной и, как правило, совместимой с полимерной матрицей и хорошо диспергируемой в ней. Гибридный органический-неорганический композиционный материал может варьироваться в зависимости от состава и размера его составных частей. Предпочтительным примером такого гибридного органического-неорганического композиционного материала является нанокомпозиционный материал. Термин “нанокомпозиционный материал” относится к композиционному материалу, в котором, по крайней мере, один компонент включает в себя неорганическую фазу, длина которой, по крайней мере, в одном измерении лежит в интервале от 0,1 до 100 нанометров. Один класс нанокомпозитов на основе полимеров (НКП) включает в себя гибридные органические-неорганические материалы, выделенные из включения маленьких количеств чрезвычайно тонких наноразмерных неорганических частичек с высоким отношением сторон в полимерную матрицу. Нанокомпозиционный материал в соответствии с данным изобретением обладает улучшенными свойствами, такими как улучшенная теплостойкость, лучшая способность сохранять размер, повышенная огнеупорность и улучшенные соотношения прочность - вес по сравнению с микрокомпозиционными материалами, включающими в себя обычные минеральные наполнители. Более того, материал проявляет пониженную проницаемость для газов и/или жидкостей, таких как кислород, водяной пар и углеводороды.
При некоторых условиях глина, присутствующая в гибридном материале, может также расслаиваться в гибридном материале, вплоть до расшелушивания на единичные модифицированные листы глины. Гомогенное распределение хорошо расслоившихся или даже расшелушившихся листов глины, как правило, обуславливает улучшенные свойства (как указано выше) полученного таким образом нанокомпозиционого материала по сравнению с его аналогами, т.е. с микрокомпозиционным материалом, включающим в себя немодифицированную глину микрометрового размера.
В особенности пригодны для использования в гибридных органических-неорганических композиционных материалах по данному изобретению глины, включающие в себя заряд-компенсирующие ионы на основе канифоли, которые химически изменены таким образом, чтобы быть более совместимыми или реакционноспособными по отношению к полимерной матрице. Это приводит к усилению взаимодействия между глиной и полимерной матрицей, приводящему к улучшенным механическим и/или вязкоэластичным свойствам. Более совместимые ионы на основе канифоли могут включать в себя замещенный или незамещенный алифатический или ароматический углеводород, имеющий от 1 до 40 атомов углерода. В качестве альтернативного или дополнительного варианта ион на основе канифоли может включать в себя реакционную группу, выбранную из группы, состоящей из гидрокси-, амино-, аммоний-, нитро-, сульфо-, сульфино-, сульфонат-, сульфоний-, фосфонат-, фосфоний-, эпокси-, винил-, изоцианат-, карбокси-групп, остатка карбоновой кислоты, гидроксифенильной и ангидридной групп.
Также предполагается использовать один или несколько заряд-компенсирующих органических ионов, отличных от иона на основе канифоли. Органический ион также может служить для изменения физических или химических свойств нанокомпозиционого материала по желанию. Такие органические ионы могут быть совместимыми или реакционноспособными по отношению к полимерной матрице. Вторым заряд-компенсирующим органическим ионом может быть любой органический ион, известный в данной области техники. Предпочтительно, чтобы второй анион был выбран из анионов карбоновых кислот, сульфокислот, фосфокислот и серных кислот, которые содержат алкильную или алкилфенильную группу, имеющую от 6 до 35 атомов углерода.
Полимером для создания гибридного органического-неорганического композиционного материала может быть любая полимерная матрица, известная в данной области техники. В данном описании термин "полимер" относится к любому органическому веществу из, по крайней мере, двух структурных элементов (т.е. мономеров), включая, таким образом, олигомеры, сополимеры и полимерные смолы. Пригодные полимеры для использования в полимерной матрице представляют собой продукты как полиприсоединения, так и поликонденсации. Полимеры также могут быть гомополимерами и сополимерами.
Предпочтительно, чтобы степень полимеризации полимерной матрицы составляла, по крайней мере, 20, предпочтительнее, по крайней мере, 50. В связи с этим за определением степени полимеризации обращаться к P.J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, NewYork, 1953.
Примерами пригодных полимеров являются полиолефины, такие как полиэтилен или полипропилен, виниловые полимеры, такие как полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид или поливинилиденфторид, насыщенные сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат, полимолочная кислота или поли-ε-капролактон, ненасыщенные сложные полиэфирные смолы, акриловые смолы, метакриловые смолы, полиимиды, эпоксидные смолы, фенолформальдегидные смолы, мочевиноформальдегидные смолы, меламиноформальдегидные смолы, полиуретаны, поликарбонаты, полиариловые эфиры, полисульфоны, полисульфиды, полиамиды, полиэфиримиды, полиэфирные сложные эфиры, полиэфиркетоны, полиэфирные сложные эфиркетоны, полисилоксаны, полиуретаны, полиэпоксиды и сочетания двух или более полимеров. Предпочтительно использовать полиолефины, виниловые полимеры, сложные полиэфиры, поликарбонаты, полиамиды, полиуретаны или полиэпоксиды. Органоглина в соответствии с данным изобретением в особенности пригодна для использования в термопластичных полимерах, таких как полиэтилен, полипропилен, полистирол и ацетальные (со)полимеры, такие как полиоксиметилен (POM), и в каучуках, таких как натуральный каучук (NR), стирол-бутадиеновый каучук (SBR), полиизопреновый (IR), полибутадиеновый (BR), полиизобутиленовый (IIR), галогенированный полиизобутиленовый, бутадиен-нитрильный каучук (NBR), гидрированный бутадиен-нитрильный (HNBR), стирол-изопрен-стирольный (SIS) и сходные стирольные блоксополимеры, полиэпихлоргидриновые каучуки (СO, ECO, GPO), силиконовые каучуки (Q), хлоропреновый каучук (CR), этилен-пропиленовый каучук (EPM), этилен-пропилендиеновый каучук (EPDM), полисульфидный каучук (Т), фтор-содержащий каучук (FKM), этилен-винилацетатный каучук (EVA), полиакриловые каучуки (АСМ), полинорборнен (PNR), полиуретаны (AU/EU) и сложный эфир/эфирные термопластичные эластомеры.
В особенности предпочтительны полимеры или сополимеры, получаемые полимеризацией, по крайней мере, одного этилен-ненасыщенного мономера. Примерами таких полимеров являются полиолефины и модифицированные полиолефины, которые известны специалистам в данной области техники. Полиолефин или модифицированный полиолефин может быть гомополимером или сополимером. Подходящими примерами таких (модифицированных) полиолефинов являются полиэтилен, полипропилен, полибутилен, полистирол, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид и этилен-пропиленовый каучук, пропилен-бутеновый сополимер, этилен-винилхлоридный сополимер, этилен-винилацетатный сополимер, акрилонитрил-бутадиен-стирольный сополимер (АБС), акрилонитрил-акрилат-стирольный сополимер (AAS), метилметакрилат-бутадиен-стирольный сополимер (MBS), хлорированный полиэтилен, хлорированный полипропилен, этилен-акрилатный сополимер, винилхлорид-пропиленовый сополимер и их смеси. Еще более предпочтительные полимеры - полиэтилен, полипропилен, полистирол и поливинилхлорид.
Конкретными примерами полиэтилена являются полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкой плотности, полиэтилен низкой плотности с прямой цепью, полиэтилен ультранизкой плотности и ультравысокомолекулярный полиэтилен. Примерами сополимеров на основе этилена являются этилен-винилацетатный сополимер (EVA), этилен-этилакрилатный сополимер (EEA), этилен-метилакрилатный сополимер (EMA) и сополимер этилена и акриловой кислоты (EAA).
Наиболее предпочтительный полимер представляет собой полипропилен. Любой полипропилен, известный в данной области техники, будет пригоден для использования в данном изобретении. Примеры полипропиленов приведены в “Polypropylene”, Chapter 1: “Properties” R.B. Lieberman в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, дата появления в режиме online Декабрь 4, 2000. Особый и предпочтительный класс полипропиленов по данному изобретению сформирован так называемыми термопластичными полиолефинами (TPO), которые включают сочетания или “реакторные” сорта полипропилена и EPR каучука.
Если гибридный органический-неорганический композиционный материал включает в себя каучуковую матрицу и органоглину по данному изобретению, прочность на разрыв материала улучшается по сравнению с чистым каучуковым материалом, который не включает в себя органоглину по данному изобретению. В дополнение, гибридный органический-неорганический композиционный материал имеет более низкое значение тангенса дельта (tgδ) при повышенных температурах во время динамической деформации с постоянной силой, проявляя, таким образом, улучшенные эластичные свойства, которые, как правило, обуславливают более низкое сопротивление качению шин, включающих в себя каучуковый материал. Термин “тангенс дельта (tgδ)” известен специалистам в данной области техники и определяется как отношение модуля механических потерь (G') к динамическому модулю накопления (G”).
Гибридный органический-неорганический композиционный материал по данному изобретению может также включать в себя добавки, обычно используемые в данной области техники. Примерами таких добавок являются пигменты, красители, УФ-стабилизаторы, термостабилизаторы, антиоксиданты, наполнители (такие как гидроксиапатит, кварц, сажа, стеклянные волокна и другие неорганические материалы), огнестойкие добавки, зародышеобразователи, эластификаторы, пластификаторы, реологические модификаторы, сшивающие агенты и дегазаторы.
Данные необязательные добавки и их соответствующие количества могут быть выбраны в соответствии с необходимостью.
Доля органоглины в гибридном органическом-неорганическом композиционном материале предпочтительно составляет 0,01-75% по массе, предпочтительнее 0,05-50% по массе, и даже более предпочтительно 0,1-30% по массе, в расчете на общую массу смеси.
Доля глины в 10% по массе или менее, предпочтительно в 1-10% по массе, предпочтительнее в 1-5% по массе, особенно выгодна для приготовления нанокомпозитов на основе полимеров, т.е. полимерсодержащих композиций в соответствии с данным изобретением, которые содержат расслоившиеся - вплоть до расшелушивания - органоглины на основе канифоли.
Доля глины в 10-70% по массе, предпочтительнее в 10-50% по массе, особенно выгодна для приготовления так называемых суперконцентратов, т.е. сильно концентрированных добавочных премиксов, например, для полимерных соединений. Хотя глина в таких суперконцентратах, в основном, расслаивается не полностью, дальнейшее расслоение может быть при желании достигнуто на более поздней стадии при смешивании суперконцентрата со следующим полимером для получения настоящих нанокомпозитов на основе полимеров.
Гибридный органический-неорганический композиционный материал по данному изобретению может быть приготовлен в соответствии с любым способом, известным специалистам в данной области техники. К примеру, специалист в данной области техники может тщательно смешать полимерную матрицу и органоглину в соответствии с данным изобретением с использованием методов плавления - смешивания. Данный способ предпочтителен, так как он простой, экономически выгодный и легко применимый в существующих установках. Также предусматривается приготовление глины по данному изобретению в присутствии полимерной матрицы или в присутствии мономеров и/или олигомеров до, во время или после того, как мономеры и/или олигомеры полимеризуются с образованием полимерной матрицы. Дополнительную информацию о приготовлении и обработке полипропилена можно найти в “Polypropylene”, Chapter 2: “Manufacture” и Chapter 3: “Processing” R.B. Lieberman в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, дата появления в режиме online Декабрь 4, 2000.
Суперконцентраты, т.е. сильно концентрированные добавочные премиксы, с содержанием глины 10-70% по массе могут быть выгодно использованы для приготовления нанокомпозиционных материалов путем смешивания суперконцентрата с (дополнительным) полимером для получения настоящих нанокомпозитов на основе полимеров.
Гибридный органический-неорганический композиционный материал по данному изобретению может быть использован в любом варианте применения, в котором обычно используются данные композиционные материалы. Композиционный материал может подходящим образом использоваться в ковровом покрытии, деталях автомобилей, крышках контейнеров, коробках для завтрака, закупоривающих устройствах, медицинских инструментах, предметах домашнего обихода, контейнерах для пищевых продуктов, посудомоечных машинах, уличной мебели, выдутых бутылках, одноразовых нетканых тканях, кабелях и проводах, и упаковочных материалах. Дополнительную информацию для полипропилена можно найти в “Polypropylene”, Chapter 5: “Uses” R.B. Lieberman в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, дата появления в режиме online Декабрь 4, 2000, и брошюре 022 PPe 10/01 Basell, озаглавленной “Polypropylene: Textile, Rigid Packaging, Consumer, Film, Automotive, Electrical/Electronics and Home Appliances”.
Данное изобретение дополнительно проиллюстрировано примерами, приведенными ниже.
Описание чертежей
На Фиг.1 изображены рентгенограммы коммерческой Mg-Al анионной глины (карбонатная форма, линия А), органоглины, включающей в себя ионы на основе канифоли, как описано в примере 1 (линия В), SBR соединения, содержащего 85% по массе SBR и 15% по массе анионной глины, включающей в себя ионы на основе канифоли (пример 2, линия С), и NR соединения, содержащего 85% по массе NR и 15% по массе анионной глины, включающей в себя ионы на основе канифоли (пример 3, линия D).
Фиг.2 представляет собой ПЭМ-изображение SBR-нанокомпозита, приготовленного так, как описано в примере 2.
На Фиг.3 изображены рентгенограммы коммерческой Mg-Al анионной глины (карбонатная форма, линия А), органоглины, включающей в себя ионы на основе канифоли, как описано в примере 4 (линия В), ПП пленки, содержащей 88% по массе ПП и 12% по массе анионной глины, включающей в себя ионы на основе канифоли (пример 5, линия С).
Фиг.4 представляет собой ПЭМ-изображение ПП-нанокомпозита, приготовленного так, как описано в примере 5.
Примеры
В примерах, приведенных ниже, были использованы коммерчески доступные, синтетические гидроталькитоподобные глины, а именно, DHT-6 (Cas No. 11097-59-9) и DHT-4А (Cas No. 11097-59-9), предоставленные Kisuma Chemicals BV, дочерним предприятием Kyowa Chem. Ind. Co., Япония. Данные материалы были использованы сразу после получения. Rondis® DRS-S70, 70%-ный раствор твердого диспропорционированного канифольно-натриевого мыла, был предоставлен Ink and Adhezive Resins BV, компанией Azko-Nobel Chemicals. Pinerez® 9010 представляет собой твердую диспропорционированную канифоль, которая была предоставлена Ink and Adhezive Resins B.V., компанией Azko-Nobel Chemicals.
Пример 1
20 грамм гидроталькитоподобной глины (DHT-6) диспергировали в 250 мл деионизированной воды в 500-миллилитровой четырехгорлой круглодонной колбе, оснащенной механической мешалкой, термометром/термостатом, дефлегматором и трубкой для продувания азота.
Смесь нагрели до 80°С с использованием электрического колбонагревателя. Примерно 40 мл азотной кислоты (65%) медленно добавили к смеси с использованием капельной воронки так, что значение pH достигло 4. Затем добавили 200 г канифольного мыла (Rondis® DRS-S70) и примерно 10 г NaOH так, что значение pH достигло 8-9. Смесь перемешивали при 80°С в течение ночи. Осажденный материал отделили от водной фазы с использованием центрифуги при скорости 4000 об/мин в течение 20 мин. Материал впоследствии дважды промыли деминерализованной водой и 3 раза этанолом. Итоговый материал высушили в вакуум-сушильном шкафу при 70°С и пониженном давлении в течение 3 часов. Итоговую гидроталькитоподобную глину, включающую в себя ионы на основе канифоли, проанализировали с помощью РСА для определения межслоевого расстояния или d-расстояния.
На рентгенограмме гидроталькитоподобной глины, включающей в себя диспропорционированные ионы на основе канифоли (Фиг.1, линия В), видны минорные, связанные с гидроталькитом, отражения с индексами, отличными от hk0, указывающие на интеркаляцию анионной глины. Интеркаляция проявляется в характеристическом d(001) значении в 24 Å, которое намного больше, d-расстояние 7,6 или 8,0 Å в исходной гидроталькитоподобной глине и нитрованной гидроталькитоподобной глине, и на рентгенограмме видно множество отражений более высокого порядка.
Пример 2
Нанокомпозит на основе каучука приготовили плавлением-смешиванием гидроталькитоподобной глины, включающей в себя ионы на основе канифоли, из примера 1 с SBR (Buna SB 1502, DOW Chemical) в массовом отношении 15/85 с использованием камеры смешения Брабендера (30 см3). Примерно 20 г каучука смешали с 3 г интеркалированной глины на скорости вращения 50 об/мин при температуре 110°С в течение 20 мин. Нанокомпозит проанализировали с помощью РСА и ПЭМ для определения степени расшелушивания.
Для SBR нанокомпозита (Фиг.1, линия С) видны только минорные отражения с d-расстоянием в 34 Å, которое подтверждает дальнейшее набухание стопок и даже расшелушивание листов глины. В дополнение, отражение, отвечающее 24 Å, исчезло, что дополнительно подтверждает исчезновение регулярной укладки в стопку листов глины. Образование нанокомпозитного материала дополнительно подтверждается изображениями ПЭМ (Фиг.2) и тем фактом, что полученная каучуковая смесь становится прозрачной в процессе смешивания.
Пример 3
7,5 г гидроталькитоподобной глины, полученной в примере 1, смешали с 42,5 г NR (SMR5) в 50 см3 камере смешения. Скорость вращения установили на 50 об/мин, и время смешения составило 20 мин при 110°С. На следующем этапе смешивания 4% (т.е. массовые части на сто массовых частей каучука) пероксида, Perkadox® BC-ff (Azko Nobel Chemicals), смешали с 100% NR, содержащего интеркалированную глину, в лабораторной двухвалковой мельнице в течение приблизительно 10 мин. Впоследствии материал вулканизировали при 170°С под нагретым гидравлическим прессом (Fontijne). Вулканизованные нанокомпозиты также проанализировали с помощью РСА.
Для NR композита (Фиг.1, линия D) видны только широкий NR сигнал и некоторые слабые сигналы, соотнесенные с продуктами разложения пероксида, оставленного в образце. Все сигналы от канифольного интеркалята исчезли, что указывает на полное расшелушивание модифицированных гидроталькитных листов и иллюстрирует очевидное преимущество использования канифоли в качестве интеркалирующих частиц.
Пример 4
100 г гидроталькитоподобной глины (DHT-4А) диспергировали в 1000 мл деионизированной воды и 400 мл этанола в 3000-миллилитровой четырехгорлой круглодонной колбе, оснащенной механической мешалкой, термометром/термостатом, дефлегматором и трубкой для продувания азота.
Смесь нагрели до 75°С с использованием электрического колбонагревателя. Примерно 90 мл азотной кислоты (65%) медленно добавили к смеси через капельную воронку так, что значение pH достигло 4. Затем медленно добавили 200 г диспропорционированной канифоли (Pinerez® 9010) и примерно 25 г NaOH так, что значение pH достигло 8-9. Смесь перемешивали при 75°С в течение ночи. Осажденный материал отделили от водной фазы с использованием центрифуги при скорости 4000 об/мин в течение 20 мин. Материал впоследствии дважды промыли деминерализованной водой и 3 раза этанолом. Итоговый материал высушили в вакуум-сушильном шкафу при 70°С и пониженном давлении в течение 3 часов. Итоговую гидроталькитоподобную глину, включающую в себя ионы на основе канифоли, проанализировали с помощью РСА для определения межплоскостного расстояния или d-расстояния.
На рентгенограмме гидроталькитоподобной глины, включающей в себя диспропорционированные ионы на основе канифоли (Фиг.3, линия В), видны минорные, связанные с гидроталькитом, отражения с индексами, отличными от hk0, указывающие на интеркаляцию анионной глины. Интеркаляция проявляется в широком характеристическом d(001) значении в 24 Å, и некоторых остаточных сигналах с d-расстоянием 7,6 или 8,0 Å от исходной гидроталькитоподобной глины (Фиг.3А) и нитрованной гидроталькитоподобной глины.
Пример 5
Нанокомпозит на основе полипропилена приготовили плавлением - смешиванием гидроталькитоподобной глины, включающей в себя ионы на основе канифоли, из примера 4 с полипропиленом (StamylanTM P 17M10, из DSM) в массовом отношении 12/88 с использованием 5 см3 микроэкструдера. Примерно 3,2 г ПП смешали с 0,4 г интеркалированной глины на скорости вращения 200 об/мин при температуре 200°С в течение 60 мин и затем охладили до 170°С и перемешали в течение дополнительных 25 мин. Нанокомпозит проанализировали с помощью РСА и ПЭМ для определения степени расшелушивания.
Для ПП нанокомпозита (Фиг.3, линия С) не видны отражения с d-расстоянием 24 Å, что подтверждает расшелушивание органоглины. Образование нанокомпозитного материала дополнительно подтверждается изображениями ПЭМ (Фиг.4) и тем фактом, что полученный нанокомпозит на основе полипропилена становится почти прозрачным в процессе смешивания.
Claims (16)
1. Глина, выбранная из анионных глин, глин смектитового типа и вермикулита, включающих в себя заряд-компенсирующие органические ионы, в которых, по крайней мере, часть органических ионов представляет собой ионы на основе канифоли.
2. Глина по п.1, где глина представляет собой анионную глину.
3. Глина по п.1, где глина представляет собой глину смектитового типа, выбранную из группы, состоящей из монтмориллонита, бейделлита, нонтронита, гекторита, сапонита и сауконита.
4. Глина по любому из предшествующих пунктов, где, по крайней мере, 10% по массе от общего количества заряд-компенсирующих ионов составляют ионы на основе канифоли.
5. Гибридный органический-неорганический композиционный материал, содержащий глину по любому из предшествующих пунктов в полимерной матрице.
6. Композиционный материал по п.5, в котором полимерная матрица содержит (со)полимер, получаемый полимеризацией, по крайней мере, одного этилен-ненасыщенного мономера.
7. Композиционный материал по п.6, в котором полимер представляет собой полиэтилен или полипропилен.
8. Композиционный материал по любому из пп.5-7, в котором ионы на основе канифоли замещены замещенными или незамещенными алифатическими или ароматическими углеводородами, имеющими от 1 до 40 атомов углерода.
9. Композиционный материал по любому из пп.5-7, в котором ионы на основе канифоли содержат реакционную группу, выбранную из группы, состоящей из гидрокси-, амино-, аммоний-, нитро-, сульфо-, сульфино-, сульфонат-, сульфоний-, фосфонат-, фосфоний-, эпокси-, винил-, изоцианат-, карбокси-групп, остатка карбоновой кислоты, гидроксифенильной и ангидридной групп.
10. Композиционный материал по любому из пп.5-7, в котором глина дополнительно содержит один или несколько органических ионов, отличных от иона на основе канифоли.
11. Композиционный материал по любому из пп.5-7, содержащий 1-10% по массе глины, в расчете на общую массу композиционного материала.
12. Композиционный материал по любому из пп.5-7, в котором, по крайней мере, часть глины расслоилась или расшелушилась.
13. Композиционный материал по любому из пп.5-7, в котором композиционный материал представляет собой нанокомпозиционный материал.
14. Композиционный материал по любому из пп.5-7, содержащий 10-70% по массе глины, в расчете на общую массу композиционного материала.
15. Применение глины по любому из пп.1-4 в композиции для покрытия, составе краски, веществе для повышения клейкости, композиции на основе канифоли, каучуковой композиции, чистящем составе, растворе для бурения, цементе, гипсовом составе, нетканой ткани, пеноматериале, мембране, ортопластиковом литье, керамическом материале, реакции полимеризации, бумаге, моющем средстве, контролируемом высвобождении лекарственных средств, пестицидах и/или удобрениях, или в сорбенте органических соединений.
16. Применение композиционного материала по любому из пп.5-14 в ковровом покрытии, деталях автомобилей, крышках контейнеров, коробках для завтрака, закупоривающих устройствах, медицинских инструментах, предметах домашнего обихода, контейнерах для пищевых продуктов, посудомоечных машинах, уличной мебели, выдутых бутылках, одноразовых нетканых тканях, кабелях и проводах или упаковочных материалах.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04078268.2 | 2004-12-01 | ||
| EP04078268 | 2004-12-01 | ||
| US64209905P | 2005-01-10 | 2005-01-10 | |
| US60/642,099 | 2005-01-10 | ||
| EP05105739.6 | 2005-06-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007124570A RU2007124570A (ru) | 2009-01-10 |
| RU2375304C2 true RU2375304C2 (ru) | 2009-12-10 |
Family
ID=40373755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007124570/15A RU2375304C2 (ru) | 2004-12-01 | 2005-11-17 | Глина, содержащая заряд-компенсирующие органические ионы, и нанокомпозиционные материалы, содержащие такую глину |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2375304C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2433954C1 (ru) * | 2010-05-11 | 2011-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ модифицирования наносиликатов |
| EA028334B1 (ru) * | 2016-09-16 | 2017-11-30 | Бакинский Государственный Университет | Способ получения гибридного композиционного сорбента для очистки сточных вод |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6060549A (en) * | 1997-05-20 | 2000-05-09 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Rubber toughened thermoplastic resin nano composites |
| US6103817A (en) * | 1995-06-05 | 2000-08-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Composite clay material and method for producing the same, blend material and composite clay rubber using the same and production method thereof |
| US6242500B1 (en) * | 1996-12-06 | 2001-06-05 | Amcol International Corporation | Intercalates and exfoliates formed with long chain (C6+) or aromatic matrix polymer-compatible monomeric, oligomeric or polymeric intercalant compounds, and composite materials containing same |
| WO2002100936A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-19 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Low permeability nanocomposites |
-
2005
- 2005-11-17 RU RU2007124570/15A patent/RU2375304C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6103817A (en) * | 1995-06-05 | 2000-08-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Composite clay material and method for producing the same, blend material and composite clay rubber using the same and production method thereof |
| US6242500B1 (en) * | 1996-12-06 | 2001-06-05 | Amcol International Corporation | Intercalates and exfoliates formed with long chain (C6+) or aromatic matrix polymer-compatible monomeric, oligomeric or polymeric intercalant compounds, and composite materials containing same |
| US6060549A (en) * | 1997-05-20 | 2000-05-09 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Rubber toughened thermoplastic resin nano composites |
| WO2002100936A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-19 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Low permeability nanocomposites |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2433954C1 (ru) * | 2010-05-11 | 2011-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ модифицирования наносиликатов |
| EA028334B1 (ru) * | 2016-09-16 | 2017-11-30 | Бакинский Государственный Университет | Способ получения гибридного композиционного сорбента для очистки сточных вод |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007124570A (ru) | 2009-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1814822B1 (en) | Clay comprising charge-balancing organic ions and nanocomposite materials comprising the same | |
| US7786202B2 (en) | Process for preparing organically modified layered double hydroxide | |
| CA2813682C (en) | High-aspect-ratio magnesium hydroxide | |
| US20110000632A1 (en) | Process to Make a Clay Comprising Charge-Balancing Organic Ions, Clays Thus Obtained, and Nanocomposite Materials Comprising the Same | |
| CN101321691B (zh) | 包含平衡电荷的有机离子的粘土和包含它的纳米复合材料 | |
| KR20080110591A (ko) | 난연성 복합 물질 | |
| EP1957403B1 (en) | Clay comprising charge-balancing organic ions and nanocomposite materials comprising the same | |
| Hausner et al. | Increasing time of ignition for PS-clay nanocomposites filled with [Fe (bpy) 3] 2+-modified hectorite | |
| Roelofs et al. | Preparation and performance of synthetic organoclays | |
| Muksing et al. | Effect of surfactant alkyl chain length on the dispersion, and thermal and dynamic mechanical properties of LDPE/organo-LDH composites. | |
| RU2375304C2 (ru) | Глина, содержащая заряд-компенсирующие органические ионы, и нанокомпозиционные материалы, содержащие такую глину | |
| RU2426688C2 (ru) | Способ получения слоистого двойного гидроксида, модифицированного органическими соединениями | |
| Jaerger et al. | Low Density Polyethylene Nanocomposite Containing Zn/Ti Layered Double Hydroxide | |
| RU2428373C2 (ru) | Глина, содержащая органические заряд-компенсирующие ионы, и нанокомпозитные материалы на ее основе | |
| Bao | Modification of Mineral Surfaces and Microstructures | |
| Roelofs et al. | sese denser GS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121118 |