Суперсорбенты из полистирола

Сотрудники НИЦ «Курчатовский институт» предложили новый подход для получения нетканых материалов, которые можно использовать в качестве эффективных сорбентов для ликвидации разливов нефтепродуктов на поверхности воды. Результаты работы опубликованы в научном журнале Fibre Chemistry.

Полистирол — один из самых распространённых полимеров 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 напряжённости. Эти материалы востребованы для решения многих задач в различных областях.

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. Также в раствор могут вводиться различные наполнители — минеральные или органические вещества. За счёт выбора оптимальных растворителей и их сочетаний можно гибко регулировать характеристики получаемых волокон, и это одно из   достоинств метода электроформования.

Сотрудники 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 ёмкость — до 185 г/г (то есть 1 грамм сорбента способен впитать в себя 185 граммов вещества — например, масла).

«В конечном итоге было показано, что для достижения наибольшей сорбционной ёмкости и получения „суперсорбентов“ необходимы материалы, сочетающие минимальную плотность упаковки волокон с их малым диаметром, причём  сохраняющие эти характеристики в процессе эксплуатации. Такие гидрофобные (не вступающие во взаимодействие с водой) материалы будут чрезвычайно эффективны для очистки водоёмов от разливов нефтепродуктов, существенно превосходя используемые в настоящее время сорбенты», — сообщил Сергей Малахов, старший научный сотрудник Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.

Исследования учёных Курчатовского института в этой области важны также для создания новых материалов для устройств органической электроники, высокотехнологичной медицины и других областей.

Источник: Курчатовский институт.