Установка обратного осмоса и способ дезинфицирования трубопроводов установки обратного осмоса. Патенты плаусонаЖурнал Юный техник 2008 № 11ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙСила света"Посветите на эту резинку, и она буквально запрыгает от радости", - уверяют создатели этого удивительного материала. Причем, как пишет журнал New Scientist, за этой шуткой английских и немецких ученых кроется перспективное изобретение. Сегодня создатели роботов-андроидов стараются сделать их все более похожими на людей. А для этого, кроме прочего, им нужны не только сервомоторы, приводящие кибернетических кукол в движение, но и искусственные мускулы. Большую часть таких "мышц" производят из полимеров, которые сокращаются, если к ним приложить электрическое напряжение. "А что, если попробовать использовать свет?" - подумали Марк Уорнер из Кембриджского университета, Великобритания, и Хейно Финкельманн из Фрибургского университета, Германия. Логика рассуждений у них была примерно такая. В темноте людям свойственно спать. Стало быть, и обслуживающие их роботы в темное время суток не нужны. А с рассветом, как и люди, они пробуждаются и начинают действовать, благодаря полимерным мускулам, которые реагируют на свет. Для этого в эластичный полимер со сложным названием "полигидрометилсилоксан" добавили своеобразные химические красители. Под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны 365 нанометров молекула красителя начинает поглощать свет и изгибаться, в результате чего полимер сокращается. "Обычно время реакции составляет 1–2 секунды, - поясняет Уорнер. - Однако процесс может быть ускорен, если в материал добавить пластификаторы". Так работают резиновые "мускулы": 1 - стержнеобразные группы, придающие материалу форму; 2 - светочувствительные азо-красители; 3 - полимерная цепь; 4 - светочувствительный мускул, реагирующий на свет, а не на электрический ток. Пластификаторы действуют подобно смазке. В результате цепи полимеров легче скользят друг относительно друга. Увеличение интенсивности ультрафиолетового излучения также уменьшает время сокращения. "Расслабить", или вернуть искусственный мускул в исходное состояние, можно двумя способами. В темноте изогнутые молекулы постепенно распрямляются - происходит выравнивание стержней в течение нескольких часов. Однако можно выпрямить молекулы и быстро, если облучить их импульсом ультрафиолета с длиной волны 450 нанометров. Исследователи выяснили, что величина сокращения светочувствительных мускулов может составлять от 20 до 75 % от их первоначальной длины. Уже этого достаточно, чтобы создать на основе светочувствительной резины устройство для управления микрохирургическими зажимами и пинцетами. А в будущем, при дальнейшем усовершенствовании светочувствительных полимеров, на их основе можно будет конструировать и новое поколение роботов-андроидов. Публикацию подготовил С. СЛАВИН С ПОЛКИ АРХИВАРИУСАОхота за молниейМы живем и замечаем, что между Землей и верхними слоями атмосферы потенциал около полумиллиона вольт. Воздух - хороший изолятор. Он пропускает ничтожно малый ток, и это позволяет нам не ощущать, что мы живем между обкладками гигантского конденсатора. Но использовать эту фантастически большую энергию человечество пытается уже давно. И в XIX, и в начале XX века предпринимались попытки получить электричество из воздуха в промышленных масштабах. Так, в середине XIX века электричество из атмосферы получали американцы Лумис и Уард. Мелон Лумис успешно использовал атмосферное электричество для питания длинных, в сотни миль, телеграфных линий и для первых опытов по беспроводной связи. Но атмосферное электричество не отличается постоянством и зависит от погоды. С появлением более удобных источников электроэнергии - динамо-машин и гальванических элементов - эти опыты были остановлены. И все же одним из результатов работ того времени мы пользуемся почти каждый день. Это свинцовый аккумулятор. Изначально французский изобретатель Гастон Планте создал его для накопления атмосферного электричества, но высоким напряжением атмосферного электричества заряжать аккумуляторы оказалось невозможно. В 1898 г. немецкий инженер Генрих Рудольф предложил интересную конструкцию привязного аэростата. Он должен был иметь форму эллипсоида, покрытие из металлизированной ткани и легкую металлическую раму для сбора атмосферного электричества. На землю оно передавалось по металлическому тросу, удерживающему аэростат. Аэростат этот не был построен. Поэтому лидером в этой области можно считать Германа Плаусона, эстонца по происхождению, жившего и работавшего в Германии и Швейцарии. Он провел эксперименты с аэростатами, изготовленными из тонких листов магниево-алюминиевого сплава, покрытых очень острыми, электролитическим способом изготовленными иглами. Иглы могли содержать также примесь радия, чтобы увеличить местную ионизацию воздуха. В то время еще плохо знали о радиоактивной опасности и широко использовали, например, часы со стрелками, покрашенными радиоактивными составами и светящимися в темноте. Поверхность аэростата также красили цинковой амальгамой, которая в солнечную погоду давала дополнительный ток вследствие фотоэффекта. Плаусон получил мощность 0,72 кВт от одного аэростата и 3,4 кВт от двух, поднятых на высоту всего лишь 300 м. На свои устройства он в 1920-х годах получил патенты США, Великобритании и Германии. Его книга "Gewinnung und Verwertung der atmosphaerischen Elektrizitaet" ("Получение и применение атмосферного электричества") содержит детальное описание всей технологии. Десятки и сотни таких аэростатов-электростанций Плаусон мечтал увидеть в небе. Устройства для сбора электричества из атмосферы, как правило, дают высокое напряжение при весьма малом токе, поэтому необходимы преобразующие устройства для получения низкого напряжения при значительном токе. Это может сделать трансформатор, но он работает только на переменном токе, а ток из атмосферы - постоянный. Способ преобразования высокого постоянного напряжения в низкое переменное предложил еще Никола Тесла в 1890-х годах. Идея сводилась к зарядке конденсатора и разряду его через искровой промежуток на катушку с большим числом витков. Разряд носил колебательный характер, а катушка могла быть обмоткой понижающего трансформатора. Эту идею и развил Плаусон. В своем патенте он начинает с пояснения, как можно понизить напряжение обычной электростатической машины (см. Fig. 1 на рисунке справа). От коллекторов (щеток) машины заряжаются имеющиеся в ней лейденские банки (конденсаторы) 5 и 6. Когда между шарами разрядника 7 и 8 проскакивает искра, замыкается цепь колебательного контура, образованного конденсаторами и катушкой 9. Тогда в катушке 10 со значительно меньшим числом витков индуцируется значительный ток при низком напряжении, и к выводам 11 и 12 можно подключить лампочку накаливания или электромотор. Так и сделано в конвертере атмосферного электричества Плаусона (Fig. 2 на том же рис.). Разрядники al, bl, cl нужны для безопасности. Они замыкают антенну 1 на землю при близком разряде молнии. В обычной же работе конвертера они не участвуют, а действует основной разрядник 7. Любопытно, что на этом рисунке показана метелочная антенна, содержащая пучок острых игл. С тех пор на радиосхемах любую антенну изображают именно так, совершенно позабыв о ее первоначальном предназначении. В заключение заметим, что описанные грандиозные устройства так и не получили широкого практического применения ввиду их громоздкости, непрактичности, а самое главное, нестабильности снимаемой мощности, которая целиком зависит от "электрической погоды" в атмосфере. Тем не менее, сейчас вновь появляются проекты съема атмосферного электричества. Представьте: луч синего, еще лучше ультрафиолетового лазера ионизирует воздух, образуя тонкий ионизированный, а следовательно - проводящий шнур, уходящий в небо на значительную высоту. Сообщают, что таким способом японским ученым удалось разрядить грозовое облако, вызвав молнию, ударившую вдоль луча. Сам лазер был при этом защищен мощной металлической заземленной решеткой, на которую и попал разряд. Людей рядом, конечно, не было, и лазер наводили с помощью системы дистанционного управления. Необходимо также предупредить, что эксперименты с атмосферным электричеством опасны, особенно при грозе и в предгрозовой обстановке. Сильная электризация наблюдается также во время метели и пыльных бурь. Прямое же попадание молнии неизбежно приводит к гибели установки, а возможно- и находящихся рядом людей. В.ПОЛЯКОВ, профессор profilib.net способ и устройство для использования атмосферного электричества - патент РФ 2414106Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах преобразования атмосферного электричества. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данной цели энергию электрического поля атмосферы преобразуют в энергию восходящего потока ионов воздуха, соединяют ионизированный поток с накопителем зарядов атмосферного электричества и передают запасенную электрическую энергию через ключ на резонансной частоте через резонансный понижающий трансформатор к потребителю. Устройство для использования атмосферного электричества содержит вертикально установленный проводник, соединенный со средством заземления, элемент для съема электрической энергии и полупроводниковый ключ. При этом вертикально установленный проводник выполнен в виде активного молниеотвода и содержит преобразователь энергии электрического поля в ионизированный восходящий поток ионов воздуха. Элемент съема содержит накопитель зарядов атмосферного электричества, соединенный с преобразователем, выполненным в виде управляемого импульсного ключа, соединенного через резонансный понижающий трансформатор с нагрузкой. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил. Изобретение относится к области использования атмосферного электричества. Известно устройство для использования атмосферного электричества, состоящее из вертикальной трубы, снабженной по своей длине кольцеобразными отверстиями с расширением на верхнем конце, в котором натянуты соединенные с приемником проволоки, отличающееся применением для подсасывания ионизированного атмосферного воздуха струи пара, отдающей полученные ею заряды проволокам (Иванов А.И. Авт. свид. № 28978, 14 июля 1931 г.). Недостатком известного устройства являются большие затраты энергии на испарение воды для создания тяги в трубе. Известен способ аккумулирования атмосферной электроэнергии, отличающейся тем, что аэростат помещают в электропроводящую оболочку сферической формы, удерживают ее посредством троса из диэлектрического материала, электроэнергию, аккумулированную поверхностью электропроводящей оболочки, передают на емкостный накопитель через изолированный электропровод, разрядник, предохранитель, индуктивность и мостовой выпрямитель с заземлением одного из входов. (Пат. РФ № 2293451 от 20.01.2006 г., опубл. 10.02.2007 г. Бюл. № 4). Недостатком известного устройства является необходимость использования аэростата с тросом для использования атмосферного электричества. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для накопления электрической энергии, содержащее вертикально установленный громоотвод, соединенный со средством заземления, и элемент для съема электрической энергии, отличающееся тем, что громоотвод выполнен в виде проводника, вблизи которого расположено одно или несколько элементов для съема электрической энергии, элемент для съема электрической энергии содержит катушку индуктивности, полупроводниковый элемент и емкость, соединенные последовательно, с образованием единого электрического контура, а элемент для съема энергии расположен на расстоянии от 0,1 до 10 м от громоотвода, катушка индуктивности выполнена в виде тороида, ось симметрии которого совпадет с осью громоотвода. (Пат. РФ № 2332816 от 17.11.2006 г., опубл. 27.08.2008 г. Бюл. № 24). Недостатком известного устройства является его использование для грозового электричества и невозможность использования для получения электроэнергии в ясную погоду. Задачей предлагаемого изобретения является создание способа и устройства для использования атмосферного электричества, свободного от вышеуказанных недостатков, снижение стоимости устройства и затрат энергии на функционирование устройства. В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность преобразовать высокое напряжение, получаемое из атмосферы в пониженное, пригодное для дальнейшего преобразования и использования. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе использования атмосферного электричества путем сбора, передачи и аккумулирования электрической энергии из атмосферы и ее преобразования и передачи к потребителю, энергию электрического поля атмосферы преобразуют в энергию восходящего потока ионов воздуха, соединяют ионизированный поток с накопителем зарядов атмосферного электричества и передают запасенную электрическую энергию через ключ на резонансной частоте через резонансный понижающий трансформатор к потребителю. В предлагаемом способе использования атмосферного электричества ионизированный поток создают с помощью активного молниеприемника путем его возбуждения от электростатического генератора, на который подают электрическую энергию от солнечного источника энергии. Технический результат достигается также тем, что в устройстве для использования атмосферного электричества, содержащем вертикально установленный проводник, соединенный со средством заземления, элемент для съема электрической энергии и полупроводниковый ключ, вертикально установленный проводник выполнен в виде активного молниеотвода и содержит преобразователь энергии электрического поля в ионизированный восходящий поток ионов воздуха, а элемент съема содержит накопитель зарядов атмосферного электричества, соединенный с преобразователем, выполненным в виде управляемого импульсного ключа, соединенного через резонансный понижающий трансформатор с нагрузкой. В варианте устройства для использования атмосферного электричества, активный молниеотвод содержит электростатический генератор, соединенный с солнечным автономным источником энергии и установленный в непосредственной близости от преобразователя энергии электрического поля. В другом варианте устройства использования атмосферного электричества преобразователь энергии электрического поля установлен осесимметрично внутри цилиндрического игольчатого экрана, соединенного через электростатический генератор с солнечным автономным источником энергии. Способ и устройство для использования атмосферного электричества иллюстрируется фиг.1, 2, 3, 4, 5, где на фиг.1 представлена блок-схема преобразования атмосферного электричества, на фиг.2 - электрическая схема с ключом на входе понижающего резонансного трансформатора, на фиг.3 - электрическая схема с ключом, установленным между первичной обмоткой понижающего трансформатора и заземлением, на фиг.4 - электрическая схема устройства с ключом на входе индуктивного накопителя со сглаживающим фильтром, на фиг.5 - электрическая схема устройства использования атмосферного электричества с преобразователем энергии электрического поля в ионизированный восходящий поток воздуха и электростатическим генератором, соединенным с солнечным автономным источником энергии. Способ и устройство для использования атмосферного электричества на фиг.1 содержит вертикальный проводник 1, преобразователь энергии 2 электрического поля в восходящий поток ионов воздуха 3, накопитель зарядов атмосферного электричества 4, ключ 5, резонансный контур 6, понижающий резонансный трансформатор 7 и нагрузку 8. В непосредственной близости от преобразователя энергии электрического поля 2 установлен электростатический генератор 9, соединенный с автономным солнечным источником энергии 10. Накопитель энергии 4 и резонансный контур 6 имеет заземление 11 и 12. В электрической схеме устройства использования атмосферного электричества на фиг.2 накопитель 4 соединен с преобразователем энергии 2 электрического поля в восходящий поток ионов воздуха 3 и с помощью коммутатора 13 - с дополнительным накопителем 14, а через ключ 5 и резонансный контур 6 - с понижающим резонансным трансформатором 7 и нагрузкой 8. Резонансный контур 6 состоит из параллельно включенных емкости 15 и индуктивности 16 высоковольтной обмотки понижающего трансформатора 7. В электрической схеме устройства на фиг.3 вместо ключа 5 установлен ключ 7 между высоковольтной обмоткой 16 и заземлением 12, что позволяет использовать электронные ключи и облегчает управление ими. В устройстве для использования атмосферного электричества на фиг.4 ключ 18 соединен последовательно с индуктивным накопителем 19 и нагрузкой 8. Устройство содержит емкостной накопитель 4, конденсатор 20 и диод 21. Устройство на фиг.5 содержит электрический генератор 9, установленный в непосредственной близости от преобразователя энергии электрического поля 2. Электростатический генератор 9 выполнен в виде резонансного трансформатора Тесла 22 с высоковольтным диодом 23 на выходе высоковольтной обмотки 24. Первичная обмотка 25 трансформатора Тесла 22 соединена через емкость 26 с ключом 27 и с солнечным автономным источником энергии 10, который состоит из солнечного фотоэлектрического модуля 28, диода 29, аккумулятора 30 и блока контроля заряда 31. Электрический генератор 9 соединен с цилиндрическим экраном 32 из проводящего материала, внутри которого без непосредственного контакта установлен осесиметрично преобразователь 2. На внутренней поверхности цилиндрического экрана 32 по всей его поверхности установлены иголки 33, направленные по радиусу к оси цилиндра 32. Преобразователь 2 соединен с землей 11 через накопитель 4 и с ключом 5 через ограничивающий дроссель 34. Ключ 5 присоединен параллельно к последовательному резонансному контуру 6, состоящему из емкости 35 и высоковольтной обмотки 36 понижающего резонансного трансформатора 7. Низковольтная обмотка 37 понижающего трансформатора 7 с емкостью 38 образует последовательный резонансный контур 39, настроенный на резонансную частоту колебательного контура 6 в высоковольтной обмотке 36 понижающего трансформатора 7. Выход резонансного контура 39 через выпрямитель 40 и инвертор 41 соединен с электрической нагрузкой 8. Устройство использования атмосферного электричества работает следующим образом. Атмосферное электричество снимается приемником 1, накапливается конденсатором 4, затем, когда оно достигает определенного значения, замыкается ключ 5 и конденсатор 4 разряжается на входную обмотку резонансного трансформатора 7. Конденсатор 15 и входная обмотка 16 создают параллельный колебательный контур. Понижающая обмотка 37 резонансного трансформатора соединяется с нагрузкой 8. Нагрузка понижает добротность входного контура и напряжение колебаний уменьшается. При этом ключ 5 открывается. Далее конденсатор 4 опять накапливает заряд, поступающий с приемника 1, и, когда напряжение на нем достигает определенного значения, ключ 5 опять замыкается и процесс повторяется. Емкость конденсатора 4 выбирается такой, чтобы частота срабатываний ключа совпадала с частотой входного резонансного контура. Если энергия атмосферного электричества оказывается такой, при которой частота срабатываний превосходит частоту входного контура, замыкается коммутатор 13 и подключается конденсатор 14. При этом энергия, закачиваемая в контур, увеличивается. В другом варианте, ключ установлен между первичной обмоткой понижающего трансформатора и землей, это позволяет использовать электронные ключи и упрощает управление ими. Выходное напряжение для электрических схем на фиг.1, 2, 3 представляет собой пульсирующую синусоиду с резонансной частотой LC контура 4, 5, и требует на выходе выпрямитель с фильтром. На фиг.4 ключевой элемент 18 и дроссель фильтра 19 включены последовательно с нагрузкой 8. Рабочий цикл преобразователя состоит из двух фаз: фазы накачки энергии и фазы разряда на нагрузку. Рассмотрим их подробнее. Фаза 1 - накачки энергии. Эта фаза протекает на протяжении времени tи. Ключевой элемент замкнут и проводит ток iн, который течет от заряженного конденсатора 4 к нагрузке 8 через дроссель 19, в котором в это время происходит накопление энергии. В это же время подзаряжается конденсатор 20. Фаза 2 - разряд. По окончании фазы 1 происходит размыкание ключа 18, ток iп, поддерживаемый индуктивным элементом, вызывает ЭДС самоиндукции и ток разряда катушки 19 проходит через диод 21 в нагрузку 8. Через некоторый промежуток времени tп ключ снова замыкается и процесс повторяется. В результате работы такой схемы выходное напряжение представляет собой постоянное напряжение с небольшими пульсациями. От такого напряжения можно питать любые нагрузки. В варианте способа и устройства использования атмосферного электричества в качестве дополнительного источника энергии электрического поля атмосферы используют солнечный автономный источник питания 10 (фиг. 5), который передает энергию через электростатический генератор 9 на цилиндрический игольчатый экран 32. Электрическое поле экрана 32 воздействует через игольчатые электроды на преобразователь 2, который преобразует энергию электрического поля в восходящий поток ионов 3, который поднимается в атмосферу и образует проводящий канал, по которому перемещаются заряды атмосферного электричества, образуя токи, которые заряжают емкость 4 и 35. При замыкании ключа 5 в контуре из емкости 35 и индуктивности 36 возникают электрические колебания, которые передаются через трансформатор 7, на выпрямитель 40, инвертор 41 в нагрузку 8. В качестве преобразователя энергии электрического поля в восходящий поток ионов используют активный молниеприемник «Форенд», «Превектрон», «Пульсар» и М-200. Предлагаемый способ и устройство для использования атмосферного электричества не требует использования аэростата с проводящей оболочкой и парогенератора с большими затратами энергии. Ионизированный проводящий поток 3 создают с помощью энергии атмосферы и используют для получения электрической энергии, как в условиях грозы, так и в безоблачную погоду. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ использования атмосферного электричества путем сбора, передачи и аккумулирования электрической энергии из атмосферы и ее преобразования и передачи к потребителю, отличающийся тем, что энергию электрического поля атмосферы преобразуют в энергию восходящего потока ионов воздуха, соединяют ионизированный поток с накопителем зарядов атмосферного электричества и передают запасенную электрическую энергию через ключ на резонансной частоте через резонансный понижающий трансформатор к потребителю. 2. Способ использования атмосферного электричества по п.1, отличающийся тем, что ионизированный поток создают с помощью активного молниеприемника путем его возбуждения от электростатического генератора, на который подают электрическую энергию от солнечного источника энергии. 3. Устройство для использования атмосферного электричества, содержащее вертикально установленный проводник, соединенный со средством заземления, и элемент для съема электрической энергии и полупроводниковый ключ, отличающееся тем, что вертикально установленный проводник выполнен в виде активного молниеотвода и содержит преобразователь энергии электрического поля в ионизированный восходящий поток ионов воздуха, а элемент съема содержит накопитель зарядов атмосферного электричества, соединенный с преобразователем, выполненным в виде управляемого импульсного ключа, соединенного через резонансный понижающий трансформатор с нагрузкой. 4. Устройство для использования атмосферного электричества по п.3, отличающееся тем, что активный молниеотвод содержит электростатический генератор, соединенный с солнечным источником энергии и установленный в непосредственной близости от преобразователя энергии электрического поля. 5. Устройство для использования атмосферного электричества по п.3 или 4, отличающееся тем, что преобразователь энергии электрического поля установлен осесимметрично внутри цилиндрического игольчатого экрана, соединенного через электростатический генератор с солнечным автономным источником энергии. www.freepatent.ru Способ и устройство для получения битуминозных или смоляных эмульсий для покрытия поверхностей дорог
Класс 80b, 25 М 4557О ОПИСАНИЕ способа и устройства для получения битуминозных или смоляных эмульсий для покрытия поверхности дороги. К патенту ин-ной фирмы „Акц. о-во Август Якоби" (August 3acobi Aktiengesellschaft), в г. Дармштадте, Германия, заявленному 16 февраля 1929 года (заяв. свид. № 40937). Действительный изобретатель ин-ц Герман Плаусон (Hermann Plauson). 0 выдаче патента опубликовано 31 декабря 1935 "îäà. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 декабря 1935 года. (223) Изобретение относится к способам изготовления эмульсии механическим пе- ремешиванием битумов, смолы или т. и., и распределения полученной эмульсии по разбрызгивающим трубам. В указанных способах механическое перемешивание составных частей эмульсии, составляемых из битумов, смолы или т. и. и воды, в отдельных случаях с добавлением эмульгаторов, производится при помощи мешалки, паровой или простой воздуходувки. При этом энергия для образования эмульсии теряется и эмульсия течет по разбрызгивателям на поверхность покрываемой дороги из перемешивающего приспособления под естественным давлением. В предлагаемом способе эмульсия I получается при помощи насосов, а энергия, необходимая для образования эмульсии, одновременно служит и для распределения ее по поверхности дороги при сравнительно длинных трубопроводах для разбрызгивания, что важно в тех случаях, когда на обрабатываемую дорогу не может въехать экипаж с эмульсионным приспособлением. Благодаря быстрой подаче и распределению эмуль- сии отпадает надобность в эмульгаторах или же требуемое количество их незначительно. ! Для разжижения или для растворения: связующего вещества к нему или к воде или к обоим можно добавлять примеси различного рода. Таким образом путем нагревания или разжижения связующие вещества приводятся в такое состояние, которое позволяет их накачивать насосом. В предлагаемом устройстве для выполнения этого способа между резервуаром для воды или битума и инжектором смесителем, где образуется эмульсия, установлен насос, подающий в инжек-тор одну из составных частей эмульсии. С инжектором соединен распределительный трубопровод с разбрызгивающим соплом. Вместо инжектора, засасывающего другую составную часть эмульсии, возможно применить два насоса, подающие обе составные части в сосуд, где образуется эмульсия под давлением. На чертеже фиг. 1 и 2 изображают схемы предлагаемого устройства. В устройстве по фиг. 1 из котла 1 для связующего вещества насосом 2 берется разжиженное, холодное или подогретое связующее вещество и нагнетается при помощи смесителя 3, имеющего конструкцию инжектора. При этом связующее вещество увлекает холодную или подогретую воду из резервуара 4 по трубе 5 и смешивается с ней. Из смесителя жидкости, подвергшиеся предварительному смешению, попадают в эмульсионный сосуд 6, где происходит под влиянием давления насоса образование эмульсии. Из этого сосуда эмульсия по трубе 7 накачивается в разбрызгиватель в виде трубы 8,а через сопло 9 производится распределение массы по поверхности дороги. На фиг. 2 показано устройство без предварительного смесителя, но с двумя насосами 12, 13. При этом вода и связующее средство засасываются из соответствующих сосудов 70, 11 насосами 12, 13, а затем накачиваются в смеситель 14, где и производится образование эмульсии. Из смесителя эмуль.сия нагнетается по трубопроводу 15 и разбрызгивателю 1б; распыление эмульсии по поверхности дороги происходит при помощи сопла 17. Рычаги для насосов 12 и 13 приводятся вдвижение одновременно. Вышеописанные устройства могут быть приспособлены для работы вручную или для автоматической работы с установкою на тележке, каковая точно так же может работать либо от руки либо от мотора. Предмет изобретения. 1. Способ получения битуминозных или смоляных эмульсий для покрытия поверхности дороги с непосредственным распределением их.по разбрызгивателям, отличающийся тем, что одну из составных частей эмульсии накачивают в смесительный инжектор, одновременно служащий и для засасывания другого компонента, а полученную в эмульсаторе смесь направляют под действием. того же давления в распределительный трубопровод. 2. Устройство для выполнения способа по и. 1, отличающееся применением насоса 2, установленного между резервуаром для воды или битума и смесителеминжектором 3, непосредственно соединенным с распределительным трубопроводом, заканчивающимся разбрызгивающим соплом 9. 3. В устройстве по и. 2 применение двух насосов 12 и 73 (фиг. 2), порознь соединенных с сосудами 10 и 11, служащими для хранения компонентов смеси, направляемой в эмульсионный сосуд И.    www.findpatent.ru Установка обратного осмоса и способ дезинфицирования трубопроводов установки обратного осмосаИзобретение относится к выработке сверхчистой воды обратным осмосом. В обратный трубопровод пермеата установки обратного осмоса встроены циркуляционный насос и электрохимический генератор озона. Обратный трубопровод пермеата в направлении потока за циркуляционным насосом и генератором озона за счет рециркуляционного трубопровода соединен с питающим трубопроводом пермеата, благодаря чему образован замкнутый циркуляционный контур, в котором циркулирует озонированный пермеат, пока все органические примеси в этой части системы трубопроводов не будут убиты или разрушены озоном. В рециркуляционный трубопровод и в обратный трубопровод пермеата ниже по потоку от ответвления рециркуляционного трубопровода встроен клапан. Клапан рециркуляционного трубопровода при нормальной работе установки обратного осмоса для обеспечения подключенного прибора для диализа закрыт, в то время как клапан в обратном трубопроводе пермеата открыт, так что избыточный пермеат, который не был отобран прибором для диализа, может течь назад в накопительный резервуар. Альтернативно пермеат может быть отведен в слив. Изобретение позволяет осуществлять щадящую очистку трубопроводов установки без повреждения насосов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к установке обратного осмоса (RO-установке), с помощью которой вырабатывается сверхчистая вода предпочтительно для работы приборов для диализа. Установка обратного осмоса имеет фильтрующий модуль обратного осмоса, который мембраной разделен на первичную камеру и вторичную камеру, накопительный резервуар с атмосферной вентиляцией, в который входит подводящий трубопровод сырой воды, ведущий от нижнего конца к первичной камере трубопровод, в который встроен насос, ведущий от первичной камеры трубопровод концентрата, который предпочтительно ведет назад к накопительному резервуару, и выходящий из вторичной камеры трубопровод пермеата, к которому посредством тупикового (отводящего) трубопровода или вторичного кольцевого трубопровода может быть подключен по меньшей мере один прибор для диализа, причем далее в направлении потока за местом подключения по меньшей мере одного прибора для анализа примыкающий обратный трубопровод пермеата ведет назад к накопительному резервуару. Система трубопроводов установки обратного осмоса должна время от времени очищаться, так как в противном случае внутри трубопроводов и соответствующих функциональных блоков могут откладываться органические отложения и поселяться болезнетворные микроорганизмы, которые могут повредить здоровью подвергающихся лечению с помощью аппаратов для диализа пациентов. До сих пор систему трубопроводов установок обратного осмоса на практике дезинфицировали химическими средствами или горячей очисткой. Горячая очистка связана с большим расходом энергии, а при использовании химических чистящих средств нужно с чрезвычайной тщательностью заботиться о том, чтобы после очистки в системе трубопроводов и ее функциональных блоках не оставались никакие химические остатки. В публикации DE 102006026107 В3 раскрыто устройство для дезинфекции установки обратного осмоса с помощью химического дезинфицирующего средства, которое может рассматриваться как ближайший аналог изобретения. В известном устройстве безопасность пациентов во время процедуры диализа повышается за счет того, что химическое дезинфицирующее средство всасывается в систему трубопроводов установки обратного осмоса только тогда, когда установка обратного осмоса находится в режиме дезинфекции. Соответственно, известное устройство в режиме дезинфекции не может работать по своему назначению. В основе настоящего изобретения лежит задача предложить установку обратного осмоса рассматриваемого типа, которая делает возможной щадящую очистку, по меньшей мере, в области трубопровода пермеата, причем необходимо обеспечить, чтобы ни один насос не получил повреждений вследствие процесса очистки. Эта задача решена посредством установки обратного осмоса с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения отражены в последующих зависимых пунктах формулы изобретения. Кроме того, изобретение предусматривает способ очистки с признаками п.7 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления способа обозначены в последующих зависимых пунктах формулы изобретения. Изобретение предусматривает, что в трубопровод пермеата установки обратного осмоса встроены циркуляционный насос и электрохимический генератор озона, и что обратный трубопровод пермеата в направлении потока после циркуляционного насоса и генератора озона через рециркуляционный трубопровод соединен с питающим трубопроводом пермеата, благодаря чему может быть образован замкнутый циркуляционный контур, в котором может циркулировать озонированный пермеат, пока все органические примеси в этой части системы трубопроводов не будут убиты или разрушены озоном. В рециркуляционный трубопровод и в обратный трубопровод пермеата ниже по потоку от ответвления рециркуляционного трубопровода встроен соответственно клапан. Клапан рециркуляционного трубопровода при нормальной работе установки обратного осмоса для обеспечения подключенного прибора для диализа закрыт, в то время как клапан в обратном трубопроводе пермеата открыт, так что избыточный пермеат, который не был отобран прибором для диализа, может течь назад в накопительный резервуар. Альтернативно, пермеат может быть отведен в слив. Если, напротив, клапан обратного трубопровода пермеата закрыт, а клапан рециркуляционного трубопровода открыт, то установка находится в состоянии очистки, в котором генератор озона обогащает протекающий пермеат озоном. Предлагаемая в изобретении установка и соответствующий способ обеспечивают, по сравнению с ближайшим аналогом, очистку установки обратного осмоса озоном, причем система трубопроводов установки выполнена так, что и в режиме дезинфекции установка обратного осмоса продолжать работу и без перерыва выдавать пермеат, который либо используется контуре циркуляции озонированного пермеата или может стекать в накопительный резервуар. Кроме того, изобретение предусматривает, что от питающего трубопровода пермеата выше по потоку от входа рециркуляционного трубопровода в питающий трубопровод пермеата ответвляется ветвь обратного трубопровода пермеата, которая входит в обратный трубопровод пермеата ниже по потоку от расположенного в нем клапана, и что в ветви обратного трубопровода пермеата расположен клапан для поддержания постоянного давления. За счет этого достигается, что установка обратного осмоса может продолжать работать и в режиме дезинфекции и без перерыва вырабатывает пермеат, которые через ветвь обратного трубопровода пермеата может стекать в накопительный резервуар установки обратного осмоса. Если в рециркуляционном контуре озонированного пермеата не требуется никакого дополнительного пермеата, то все количество выработанного во время рециркуляции свежего пермеата течет через клапан для поддержания постоянного давления обратно к накопительному резервуару, в котором в ветви обратного трубопровода пермеата перед клапаном создается такое давление, которое превышает усилие закрывания клапана. Вместо подобного клапана для поддержания постоянного давления может быть предусмотрен электрически управляемый устройством управления установки обратного осмоса клапан. Циркулирующий в циркуляционном контуре пермеата озонированный пермеат может быть также использован для того, чтобы очищать ведущую к входному клапану воды аппарата для диализа систему трубопроводов, причем озонированный пермеат при открытом промывном клапане через соответствующий сливной трубопровод отводится в слив. Это может происходить поочередно у всех подключенных аппаратов для диализа. В этом случае свежий, то есть еще не ионизированный пермеат, втекает в рециркуляционный контур, так как в противном случае он мог бы работать более или менее вхолостую, вследствие чего могла бы быть нарушена работоспособность расположенного в рециркуляционном контуре насоса. При этом или все количество подводимого свежего пермеата временно втекает в рециркуляционный контур, или лишь необходимое частичное количество, в то время как другое частичное количество через ветвь обратного трубопровода пермеата стекает в накопительный резервуар. В дополнительных подробностях предусмотрено, что ниже по потоку после входа рециркуляционного трубопровода в питающий трубопровод пермеата встроен другой клапан, и что выше по потоку от другого клапана ответвляется соединительный трубопровод к обратному трубопроводу пермеата, в который встроен другой клапан для поддержания постоянного давления. На входе соединительного трубопровода в обратный трубопровод пермеата или между этим входом и встроенным в обратный трубопровод пермеата клапаном преимущественным образом ответвляется ведущий к сливу сливной трубопровод, в который встроен сливной клапан. Способ дезинфицирования системы трубопроводов пермеата согласно изобретению предусматривает, таким образом, что пермеат во время процесса очистки снабжается озоном с сохранением заданной концентрации озона, и озонированный пермеат циркулирует в трубопроводе пермеата, в то время как, по меньшей мере, частичный поток выходящего из вторичной камеры фильтрующего модуля пермеата течет к накопительному резервуару, не смешиваясь с обогащенным озоном пермеатом. После заданного времени очистки озонированный пермеат спускается в слив или подводится к накопительному резервуару установки обратного осмоса. В последнем случае подводимый к накопительному резервуару озонированный пермеат может также дезинфицировать сам накопительный резервуар, а также при необходимости и ведущий к фильтрующему модулю трубопровод. Поскольку мембрана насоса может быть повреждена озоном выше определенной концентрации, то первичная камера фильтрующего модуля и, предпочтительно, ведущий назад к накопительному резервуару обратный трубопровод концентрата могут быть очищены также и с меньшим количеством озона в жидкости. Для этого в подходящем месте системы трубопроводов контролируется концентрация озона. Для этого в системе трубопроводов расположена измерительная камера, с помощью которой можно контролировать находящееся в жидкости количество озона посредством окислительно-восстановительного потенциала и озоновой сенсорной техники. Количество вырабатываемого озоновым генератором озона согласно еще одному предложению изобретения управляется и контролируется путем выбранного приложенного напряжения и/или выбранной силы тока. Рециркуляционный контур системы трубопроводов пермеата согласно изобретению с упомянутыми клапанами и рециркуляционным насосом может быть также использован для того, чтобы эту область установки обратного осмоса очищать или дезинфицировать с помощью химических дезинфицирующих средств или термического устройства вместо генератора озона. И в этом случае установка обратного осмоса может продолжать работать и поставлять пермеат в процессе очистки, благодаря чему предотвращается холостая работа циркуляционного насоса и могут очищаться или дезинфицироваться подводящие трубопроводы подключенных приборов для диализа. Другие подробности изобретения становятся понятными из нижеследующего описания, а также на основании чертежа, на которой показано схематическое изображение системы трубопроводов одного варианта осуществления установки обратного осмоса согласно изобретению с соответствующими функциональными блоками. Будут описаны только детали фигуры, которые важны для настоящего изобретения. По трубопроводу 1 к установке обратного осмоса подводится жидкость, которая через впускной клапан 2 попадает в накопительный резервуар 3. Жидкость в накопительном резервуаре 3 с помощью насоса 4 по трубопроводу 5 подводится к фильтрующему модулю 6 обратного осмоса, первичная камера 7 которого мембраной 8 отделена от вторичной камеры 9. Из первичной камеры 7 концентрат отводится по трубопроводу 10, в котором дроссель 11 обеспечивает господствующее в первичной камере давление. Концентрат может быть или отведен в слив 14 по трубопроводу 12, в который встроен клапан 13, или по обратному трубопроводу 15 концентрата возвращен в накопительный резервуар 3. Из вторичной камеры 9 пермеат течет по питающему трубопроводу 16 пермеата к местам 17 подключения аппаратов для диализа, которые в показанном примере могут обеспечиваться пермеатом через соответственно тупиковый (отводящий) трубопровод 19. Возможно также обеспечение аппаратов для диализа посредством непоказанных вторичных трубопроводов. Ниже по потоку от последнего подключения аппарата для диализа к питающему трубопроводу 16 пермеата подключается обратный трубопровод 20 пермеата, который ведет назад к накопительному резервуару 3. В обратный трубопровод 20 пермеата в направлении потока встроены друг за другом циркуляционный насос 21 и генератор 22 озона, причем за последним следует клапан 23 для поддержания постоянного давления. Другое расположение циркуляционного насоса и озоновой ячейки, например, в подающем трубопроводе пермеата или использование термических или химических дезинфекционных и очищающих устройств также находятся в рамках изобретения. Рециркуляционный трубопровод 24 с расположенным на нем клапаном 25 соединяет обратный трубопровод 20 пермеата с питающим трубопроводом 16 пермеата, так что образуется рециркуляционный контур, в котором может циркулировать озонированный пермеат. От питающего трубопровода 16 пермеата в направлении потока перед рециркуляционным трубопроводом 24 ответвляется ветвь 26 обратного трубопровода пермеата, в который встроен клапан 27 для поддержания постоянного давления, который во время дезинфицирования или очистки определяет давление перед контуром и через который стекает избыточный пермеат. Ветвь 26 обратного трубопровода пермеата входит в обратный трубопровод 20 пермеата ниже по потоку от встроенного в нем клапана 28. Ниже по потоку от входа рециркуляционного трубопровода 24 в питающий трубопровод 16 пермеата ответвляется соединительный трубопровод 29 с клапаном 30 для поддержания постоянного давления, который входит в обратный трубопровод 20 пермеата, а оттуда ведет в качестве сливного трубопровода 31 с клапаном 32 слива из кольцевого контура к сливу 14. Ниже по потоку от соединительного трубопровода 29 в питающем трубопроводе 16 пермеата находится другой клапан 33, который может управляться посредством устройства 34 для измерения электропроводности и температуры. Тупиковый трубопровод 19 ведет к входному водяному клапану 35 аппарата 18 для диализа. Непосредственно перед входным водяным клапаном 35 ответвляется ведущий к сливу сливной трубопровод 37 с промывным клапаном 36. Перечень ссылочных обозначений 1 Подвод жидкости 2 Впускной клапан 3 Накопительный резервуар 4 Насос 5 Подводящий трубопровод фильтрующего модуля 6 Фильтрующий модуль 7 Первичная камера 8 Мембрана 9 Вторичная камера 10 Трубопровод концентрата 11 Дроссель 12 Трубопровод 13 Клапан слива концентрата 14 Слив 15 Обратный трубопровод концентрата 16 Питающий трубопровод пермеата 17 Места подключения аппарата для диализа 18 Аппарат для диализа 19 Тупиковый трубопровод 20 Обратный трубопровод пермеата 21 Циркуляционный насос 22 Электрохимический генератор озона 23 Клапан для поддержания постоянного давления 24 Рециркуляционный трубопровод 25 Рециркуляционный клапан 26 Часть обратного трубопровода пермеата 27 Клапан для поддержания постоянного давления 28 Запорный обратный клапан 29 Соединительный трубопровод 30 Клапан для поддержания постоянного давления 31 Сливной трубопровод 32 Клапан слива из кольцевого контура 33 Защитный клапан кольцевого контура 34 Измерительная камера (контроль температуры/электропроводности) 35 Входной водяной клапан аппарата для диализа 36 Промывной клапан аппарата для диализа 37 Сливной трубопровод 1. Установка обратного осмоса с фильтрующим модулем (6) обратного осмоса, который мембраной (8) разделен на первичную камеру (7) и вторичную камеру (9) с накопительным резервуаром (3) с атмосферной вентиляцией, в который входит подводящий трубопровод (1) сырой воды, причем от нижнего конца накопительного резервуара (3) к первичной камере (7) ведет трубопровод (5), в который встроен насос (4), причем:- от первичной камеры (7) отходит трубопровод (10) концентрата, и- из вторичной камеры (9) выходит питающий трубопровод (16) пермеата, к которому посредством тупикового трубопровода (19) или вторичного кольцевого контура подключен по меньшей мере один аппарат (18) для диализа, и- далее в направлении потока по меньшей мере за одним аппаратом (18) для диализа примыкающий обратный трубопровод (20) пермеата ведет назад к накопительному резервуару (3),отличающаяся тем, что:- в обратный трубопровод (20) пермеата встроены циркуляционный насос (21) и электрохимический генератор (22) озона,- обратный трубопровод (20) пермеата в направлении потока за циркуляционным насосом (21) и генератором (22) озона за счет рециркуляционного трубопровода (24) соединен с питающим трубопроводом (16) пермеата, причем в рециркуляционный трубопровод (24) и обратный трубопровод (20) пермеата ниже по потоку от ответвления рециркуляционного трубопровода (24) встроено по одному клапану (25, 28), и- от питающего трубопровода (16) пермеата выше по потоку от входа рециркуляционного трубопровода (24) в питающий трубопровод (16) пермеата ответвляется ветвь (26) обратного трубопровода пермеата, которая входит в обратный трубопровод (20) пермеата ниже по потоку от расположенного в нем клапана, и- в ветви (26) обратного трубопровода пермеата расположен клапан (27) для поддержания постоянного давления, так что частичный поток пермеата может течь назад к накопительному резервуару (3). 2. Установка обратного осмоса по п.1, отличающаяся тем, что ниже по потоку от входа рециркуляционного трубопровода (24) в питающий трубопровод (16) пермеата встроен защитный клапан (33) кольцевого контура. 3. Установка обратного осмоса по п.2, отличающаяся тем, что между входом рециркуляционного трубопровода (24) в питающий трубопровод (16) пермеата и защитным клапаном (33) кольцевого контура ответвляется соединительный трубопровод (29) к обратному трубопроводу (20) пермеата, в который встроен клапан (30) для поддержания постоянного давления. 4. Установка обратного осмоса по п.3, отличающаяся тем, что на входе соединительного трубопровода (29) в обратный трубопровод (20) пермеата или между ним и его клапаном (28) ответвляется ведущий к сливу (14) сливной трубопровод (31), в который встроен клапан (32) слива из кольцевого контура. 5. Установка обратного осмоса по п.1, отличающаяся тем, что количество озона, вырабатываемого генератором (22) озона, является регулируемым посредством выбранного приложенного напряжения и/или выбранной силы тока. 6. Установка обратного осмоса по п.1, отличающаяся тем, что в питающем трубопроводе (16) пермеата или в обратном трубопроводе пермеата находится измерительная камера (34) для контроля концентрации озона, с помощью которой посредством окислительно-восстановительного потенциала или озоновой сенсорной техники является контролируемым находящееся в жидкости количество озона. 7. Способ дезинфицирования трубопроводов установки обратного осмоса, отличающийся тем, что пермеат во время процесса очистки установки обратного осмоса снабжают озоном и озонированный пермеат циркулирует в трубопроводе (16, 20) пермеата, в то время как, по меньшей мере, частичный поток выходящего из вторичной камеры (9) фильтрующего модуля (6) пермеата течет к накопительному резервуару (3) без смешения с обогащенным озоном пермеатом, причем после циркуляции озонированный пермеат сливают в слив (14) или подают в накопительный резервуар (3) установки обратного осмоса. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что подведенный к накопительному резервуару (3) озонированный пермеат дезинфицирует накопительный резервуар (3) и, предпочтительно, ведущий к фильтрующему модулю трубопровод (5), первичную камеру (7) фильтрующего модуля (6) и обратный трубопровод (15) концентрата. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что смесь пермеат-озон направляют до входного водяного клапана (35) аппарата (18) для диализа и при открытом промывном клапане (36) сливают через соответствующий сливной трубопровод (37), в то время как частичный поток выходящего из вторичной камеры (9) пермеата течет в питающий трубопровод (16) пермеата. www.findpatent.ru Усилители адгезии (связующие агенты, компатибилизаторы)Древесно-полимерный композиционный материал представляет собой, прежде всего, смесь различных природных (целлюлоза, лигнин и др.) и синтетических полимеров ( полиэтилен, полипропилен, ПВХ и др.) При близком взаимодействии молекулы разных полимеров ведут себя по отношению друг к другу различным образом: одни притягиваются, другие - отталкиваются. Некоторые полимеры могут вступать друг с другом в химическое взаимодействие, другие химически нейтральны. Характер взаимодействия полимеров обуславливается их химическим составом, в т.ч. полярностью, т.е. наличием электрических зарядов. Это явление называют совместимостью , см. например таблицу совместимости промышленных полимеров. В частности, полипропилен хорошо совмещается с полиэтиленом, но плохо с полиамидами. Различным образом полимеры взаимодействуют с пигментами и минеральными наполнителями. Проблема совместимости химически разных материалов хорошо иллюстрируется известным всем примером взаимодействия масла и воды. Как известно капельки воды катаются по поверхности масла, а смазанная маслом стальная игла не желает тонуть. На прктике не бывает абсолютно гидрофильных или гидрофобных веществ, также как и олеофобных и олеофильных. Всякое вещество обладает большей или меньшей степенью гидрофильности, гидрофобности, олеофильности и олеофобности. К сожалению, молекулы полимеров полиолефиновой группы (полиэтилен, полипропилен) плохо совместимы с частицами древесины. Эти смолы гидрофобны и неполярны, а древесные частицы, напротив - гидрофильны и полярны. Поэтому, при обычном введении древесных частиц в полиолефиновую матрицу получается не композиционный материал, а механическая смесь древесины и полимера, обладающая не очень высокими прочностными свойствами и низкой стойкостью ко внешним воздействиям. В древеснополимерных композициях на основе поливинлхлорида и полистирола использование связующих агентов не является обязательным, т.к.эти смолы полярны. Но это вовсе не означает, что нет возможности и целесообразности работать над улучшением связности, прочности и стойкости композитов на их основе. Химия дает возможность разрешить проблему адгезии древесины и синтетических полимеров большим количеством способов, включая модификацию смолы или (и) частиц древесины (химическую, термомеханическую, механохимическую, плазменную и даже радиационную обработку). Но модификация основного сырья требует определенных усилий и затрат, а такие затраты могут быть иногда сопоставимы с затратами на все остальное производство ДПК. Однако, исследования в этом направлении проводятся довольно широко, т.к. имеют хорошую перспективу. В современной практике производства термопластичных ДПК используется наиболее простой, но эффективный способ обеспечения связности элементов композита: в его состав непосредственно в производственном процессе (в ходе компаундирования или экструзии) вводят специальные добавки - связующие агенты - (coupling agents). Их задачей является обеспечение лучшую связность элементов композита, уплотнение его внутренних структур с целью повышения прочности и стойкости изделий. По функции или принципу действия можно выделить четыре группы связующих агентов, в т.ч.
Поверхностно активные вещества уменьшают действие сил поверхностного натяжения на границе раздела разных фаз композита и тем самым содействуют улучшению дисперсности его структуры. Скрепляюшие агенты улучшают сцепление между матрицей и наполнителями (древесиной, пигментами). В исследованиях и в производстве в качестве связующих агентов опробовано более 40 различных соединений, см. таблицу, в т.ч.:
Для древесно-полимерных композитов на основе полиолефинов первоочередное значение имеют скрепляющие агенты, обеспечивающие прочную связь молекул древесного наполнителя с базовой смолой. Скрепляющий агент действует как мостик между термопластичным полимером и древесным волокном, организуемый тремя различными способами:
Органические связующие агенты для древеснополимерных композитов обычно имеют двойные или мультифункциональные группы , такие как:
Эти группы взаимодействуют с полярными группами целлюлоза и лигнина, главным образом, группами (-OH), подходящими для создания водородных связей. Другим вариантом, может быть модификация полимерной матрицы при помощи прививки сополимера обеспечивая, таким образом хорошую адгезию, а ингда и даже поперечную сшивку молекул на границе раздела фаз. Неорганические связующие агенты действуют, вероятно, как диспергирующий агенты нейтрализуя полярность древесины и улучшая совместимость древесины и полимерной матрицы. Органо-неорганические агенты имеют гибридную структуру. Например, титанаты имеют атом титана в центре и органические части на перефирии. Эти органические функциональные группы и определяют эффективность связующего агента. Примечание. В литературе и журнальных публикациях понятия связующий агент, скрепляющий агент, компатибилизатор часто используют в качестве синонимов, что может вносить некоторую путаницу, например при организации закупок аддитивов. Существуют и разные версии классификации этого типа аддитивов и описания механизмов их действия. Компатибилизаторы использутся для уменьшения сил поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Некоторые компатибилизаторы, такие как acetic anhydride and methyl isocyanate уменьшают энергию поверхности древесины, делая ее неполярной, сходной с полимерной матрицей. Некоторые скрепляющие агенты, такие как малеинизированный полипропилен (MAPP), maleated styrene-ethylene/butylene-styrene (SEBS-MA) and styrene-maleic anhydride (SMA), действуют также, как компатибилизаторы. Диспергирующие агенты уменьшают энергию на границе между полимером и древесиной, улучшая дисперсию древесных частиц в полимерной матрице без агрегации и таким образом облегчают образование новых сопряжений. Например, stearic acid и его металлические соли улучшают дисперсию древесных частиц в полимерной матрице. Обыкновенно, компатибилизаторы и диспергирующие агенты не формируют сильных адгезионных связей между древесиной и полимерной матрицей. Вопрос применения компатибилизаторов может быть актуален не только для усиления адгезии между древесиной и матрицей, а например - при использовании вторичных пластмасс для улучшения совмещения разных полимеров, а также улучшения связности деградировавших полимерных цепочек. На электронной микрофотографии ниже показана структура полимерной смеси ( 30% PA6 / 70% LLDPE) без присутствия компатибилизатора и с его участием.
На левой фотографии мы видим капельки полиамида, "плавающие" в полиэтленовой матрице, на правой - высокодисперсную смесь этих полимеров. Различают три вида взаимодействий, основанных на использовании разных агентов: Принцип действия компатибилизатора на основе блок-сополимера ( привитого сополимера) показан на схеме. Такой компатибилизатор действует подобно поверхностно-активному веществу, уменьшающему силы поверхностного натяжения. Красным цветом показаны длинные молекулы блок-сополимера, соединящего полимерную матрицу A с другим полимером B. Благодаря действию компатибилизатора улучшается межфазная адгезия и дисперсность смеси полимеров.  Реактивный усилитель адгезии организует реакционное взаимодействие между привитым полимером и функциональными группами другого полимера. Функциональный сополимер-компатибилизатор (красная линия на схеме) легко смешивается с полимерной матрицей и вступает в реакцию с дисперсионной фазой (другим полимером), см. схему  Преимуществами реактивных функциональных полимеров являются относительная гибкость в подборе пар реакционных групп, высокая эффективность и дешевизна, по сранению с блок-сополимерами. В настоящее время коммерчески эффективны малеинизированные полимеры. К ним относятся, например, малеинизированные полимеры и эпоксидированные полимеры. Малеинизированные полимерыМалеинизированные полимеры - наиболее распространенные функциональные усилители адгезии (скрепляющие агенты). Они синтезируются на химзаводах в ходе производства полимера или при помощи специального компаундирования в процессе т.н. реактивной экструзии. Ангидридные группы этого усилителя адгезии способны вступать в реакцию с группами аминов, эпоксидными группами и спиртами. На схеме показан пример реакции между малеинизированным полимером и группами -Nh3 имеющимся у полиамидов (Nylon 6,6) с целью создания гомогенной смеси полиолефина и полиамида, см. схему.  Малеинизированные полимеры увеличивают адгезию полимера к металлам, увеличивают связи между полимером и наполнителями ( древесиной, слюдой, стекловолокном, гидратами алюминия и магния, тальком, пигментами и др. и существенно улучшают ударопрочность композитов. Ниже приведена диаграмма, иллюстрирующая действие связующих (скрепляющих) агентов cерии Integrate фирмы Equistar.  Как видно, прочность термопластичного ДПК на основе полиэтилена увеличивается примерно вдвое. Присутствие неметаллического лубриканта несколько уменьшает прочность, а присутствие стандартного лубриканта, содержащего ионы металла - в данном случае стеарата цинка, практически блокирует действие скрепляющего агента. Большим достоинством малеинизированных связующих агентов является то, что они усиливая прочность (на 70-90%) и жесткость ДПК (на 5-10%), не делают его более хрупким, а, напротив, существенно улучшают и ударную прочность (до двух-трех раз). Т.е. они являются и модификатором ударной прочности. Эпоксидизированные полимерыСравнительно новый тип усилителей адгезии - эпоксидизированные полимеры. Они модифицированы главным образом глицидилметакрилатом (glycidyl methacrylate). Они активно реагируют с Nh3, ангидридом, кислыми и спиртовыми группами. Рекомендуются для усиления адгезии полиэфиров (PET, PBT), полиолефинов и эластомеров, см. схему.  Возможно достижение адгезии без химических взаимодействий, а только на основе сил взаимного притяжения молекул, т.е. сил Ван дер Ваальса. Молекулы нереактивного полярного усилителя адгезии (красная линия) равномерно рапределены в структуре полимерной матрицы А. Отдельные функциональные группы усилителя притягиваются к отдельным группам полимера B, см. схему.  Механизм действия скрепляющего агента в композиционном материалеСкрепляющий агент представляет собой модифицированный полимер, например - малеинизированный полипропилен, обеспечивающий улучшение связи между полимерной матрицей и наполнителем. Усиление адгезии особенно важно в композиционных материалах, в которых количество наполнителя достигает 80 % и более, тем более, что древесина и большинство других наполнителей плохо совмещаются с полимерами. На схеме справа показан механизм действия полимерного связующего агента. Красным цветом показаны длинные молекулы связующего агента. В качестве основы для создания связующего агента выбирается полимер, хорошо совместимый с базовым полимером. Часто это бывает тот же полимер, что и базовый. В ходе его модификации, например малениновым ангидридом, у него появляются специальные функциональные группы, которые могут вступать в реакции с молекулами напонителя.  В результате возникает прочная трехфазная система: полимерная матрица, связующий агент и наполнитель. На схеме показаны реакционные группы малеинизированного полиолефина, обеспечивающего сшивку молекул целлюлозы (полярной) и полиолефина (неполярной).  Прививка ангидридной группы создает возможность полеолефину вступить в связь с атомом водорода в молекуле целлюлозы. Молекулярные схемы других связующих агентов можно посмотреть в презентации фирмы Dyneon (стр. 14-17) Учитывая быстро растущее производство композиционных материалов зарубежные фирмы постоянно работают над созданием и совершенствованием компатибилизаторов и связующих агентов, теперь и специально для древеснополимерных композитов. В целом сейчас сложилась следующая номенклатура связующих агентов для термопластичных ДПК: малеинизированные привитые сополимеры полиолефинов, органосиланы (organosilanes), производные жирных кислот (fatty acid derivatives), длинноцепные хлорированные парафины (long-chain chlorinated paraffins), и непривитые сополимеры полиолефинов, в которые инкорпорированы ангидриды кислот. Примечание.
Наиболее известные изготовители и марки связующих малеинизированных агентов: фирмы Dupont (Fusabond), Equistar ( Integrate) и Eastman Chemical ( Epolene). Эффект проявляется при введении в базовую смолу агента в количестве 0,5 - 3 % от веса смолы. Возможно увеличение и до 5-6 % с соотвествующим усилением композита. На электронной фотографии отчетливо заметно существенное улучшение структуры древесного композита при введении 3 % MAPP ( фото Eastman Cemical)  Примечание. Изучая подобные фотографии следует еще раз обратить внимание на необходимости хорошего компаундирования смеси для обеспечения слитности структуры композита. Компаундирование важно во всех смыслах - экономное распределение смолы между частицами композита, экономное размещение связующего агента внутри полимерной матрицы, исключение механических пустот. Всякого рода раковины и пустоты, неравномерности и т.п. дефекты структуры могут быть местами концентрации напряжений, особенно опасные вблизи поверхности изделия. Неплотные участки подвержены и биоповреждениям. Применение связующего агента в количестве 0,5 - 2 % значительно улучшает ( в 1,5 - 3 раза) механические и другие эксплуатационные свойства композита, в частности водостойкость. Как правило, связующего агента в композиции не должно быть слишком много, см. диаграмму.  Прочность композита сначала быстро нарастает, а затем может даже снижаться. Это можно объяснить тем, что в композиционном материале прочность обеспечивается матрицей и наполнителем, а не вспомогательными компонентами, которые могут иметь меньшую физическую прочность. Примечание. Приведенная диаграмма, в частности, убедительно иллюстрирует экономические преимущества весового дозирования компонентов перед менее точными методами объемного дозирования. Связующие агенты могут быть полезными и для целей последующей отделки термопластичных ДПК, способствуя адгезии между поверхность композита и отделочным материалом (лаком, краской, эмалью, пленкой). Некоторые примеры связующих агентов для древесно-полимерных композитов приведены в таблице ниже.
Сайты других компаний, изготавливающие некоторые связующие агенты: ExxonMobil Chemical Co. http://www.exxonmobil.comPolyram, Израиль, http://www.polyram.co.il Автор статьи: Абушенко Александр Викторович Добавить в закладки: www.dpk-deck.ru
www.livemaster.ru Патент Tesla раскрыл принцип монтажа солнечных крыш
Глава компании Илон Маск уже обращал внимание инвесторов и потенциальных покупателей на то, что новая черепица, производимая Tesla, представляет собой высокотехнологичную разработку с множеством инноваций, но подробности не раскрывал. Теперь, благодаря публикации патентной заявки, всё стало гораздо понятнее. Патент был подан компанией Solar City ещё весной прошлого года, примерно тогда Илон Маск начал говорить о её слиянии с Tesla. Видимо, ознакомившись с идеей, он и решил объединить усилия двух производителей. Сейчас, когда права на патент принадлежат компании Tesla, а крыши уже начали монтировать на дома некоторых сотрудников, появилась возможность ознакомиться с конструкцией черепицы. Отдельные солнечные элементы крыши крепятся друг к другу «лесенкой» с помощью специального токопроводящего клея, реагирующего на нагрев. Это позволяет не только быстро крепить одну к другой без использования проводов, но и заменять вышедшие из строя модули. Кроме того, простота конструкции существенно удешевляет производство и монтаж. Однако, используется ли способ крепления сейчас, неизвестно, ведь с момента подачи патента прошло уже больше года, а это значит, что инженеры обеих компаний могли внести в конструкцию ряд изменений. Патент Tesla раскрыл принцип монтажа солнечных крыш Вячеслав ЛарионовВысший разум рекомендует:hi-news.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Hi-News.ru
