Ученые НИЦ «Курчатовский институт» предложили новый подход для получения нетканых материалов, которые можно использовать в качестве эффективных сорбентов для ликвидации разливов нефтепродуктов с поверхности воды.
Полистирол / © Пресс-служба Курчатовского института
Результаты работы опубликованы в научном журнале Fibre chemistry. Полистирол — один из самых распространенных полимеров, который используется для изготовления строительных, упаковочных, медицинских материалов. Из него также можно получать нетканые материалы методом электроформования — вытягивания ультратонких волокон из раствора или расплава полимера под действием электрического поля высокой напряженности. Эти материалы можно использовать для решения разнообразных задач: от фильтрации воздуха до ликвидации разливов нефти.
Нетканые материалы получают не только из чистого полистирола, но и из его смеси с другими полимерами. В этом случае требуется растворитель, подходящий для всех компонентов смеси. Также в раствор могут быть введены различные наполнители — минеральные или органические вещества. Одно из достоинств метода электроформования — возможность гибко регулировать характеристики получаемых волокон, в том числе за счет выбора оптимальных растворителей или их смеси.
Ученые НИЦ «Курчатовский институт» исследовали, как разные растворители влияют на процесс электроформования полистирола и свойства получаемых материалов. Так, в ходе эксперимента выяснилось, что добавление в раствор этилового спирта приводит к снижению среднего диаметра волокон в результате уменьшения вязкости и повышения электропроводности растворов. А лучшие результаты были получены при использовании растворителя диметилформамида: материалы с его применением имеют самые тонкие волокна (менее 2,5 мкм) и самую высокую сорбционную емкость — до 185 г/г (то есть один грамм сорбента способен впитать в себя 185 граммов вещества, например масла).
«В конечном итоге было показано, что для достижения наибольшей сорбционной емкости и получения «суперсорбентов» необходимы материалы, сочетающие минимальную плотность упаковки волокон с их малым диаметром, причем сохраняющие эти характеристики в процессе эксплуатации. Такие гидрофобные (не вступающие во взаимодействие с водой) материалы будут чрезвычайно эффективны для очистки водоемов от разливов нефтепродуктов, существенно превосходя используемые в настоящее время сорбенты», — сообщил Сергей Малахов, старший научный сотрудник Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.
Исследования ученых Курчатовского института в этой области важны также для создания новых материалов для устройств органической электроники, высокотехнологичной медицины и других областей.
