Суперсорбенты из полистирола

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.

Результаты работы опубликованы в научном журнале Fibre chemistry:

Полистирол – один из самых распространенных 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 напряженности. 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 счет выбора оптимальных растворителей и их сочетаний можно гибко регулировать характеристики получаемых волокон, и это — одно из   достоинств метода электроформования.

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 1 г сорбента способен впитать в себя 185 г 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.