Календарь новостей

« Апрель 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Кевлар из «скороварки»

Источник: Physorg

Исследователи из Венского Технологического Университета (Австрия) разработали процесс получения кевлара при высокой температуре и высоком давлении. Кевлар (полипарафенилен-терефталамид) — чрезвычайно прочный и достаточно легкий органический полимер. Он используется для изготовления защитной одежды, строительных элементов, выдерживающих экстремальные нагрузки. Он играет важную роль в авиастроении, так как легче металлических деталей при аналогичных механических характеристиках. Материал состоит из огромных органических молекул с жесткой структурой, удерживаемых за счет множества сильных ковалентных связей между атомами. Но кевлар довольно сложно синтезировать — существующий процесс требует много времени (включает 2 этапа), в нем используются токсичные растворители и катализаторы.

Команда ученых под руководством г-жи Мириам Унтерласс решила воспользоваться опытом природы. Земная кора работает как скороварка. В глубоких подземных озерах, при высокой температуре и давлении, формируются минералы с замечательными механическими свойствами, такие, как алмаз. До сих пор считалось, что среда сильной жары и давления абсолютно непригодна для органических молекул. Но ученые из Вены доказали, что гидротермальный метод полимеризации позволяет синтезировать кевлар. Процесс происходит при температуре 200° С, при давлении 17 бар, в течение одного часа и в одну стадию (полимер формируется и кристаллизуется одновременно). Токсичные растворители с успехом заменяет безобидный водяной пар, что делает технологию безопасной и экологичной. Полученный материал обладает более высокой степенью кристалличности, чем кевлар, изготовленный традиционным способом. Также он демонстрирует высокую термическую стабильность — выдерживает температуру до 600° C в атмосфере азота.

Г-жа Унтерласс отмечает, что ей и ее коллегам пришлось преодолеть немало трудностей. Для получения кевлара высокого качества необходима точная настройка процесса, отслеживание переноса массы и энергии внутри реактора. Но реактор высокого давления нельзя просто так открыть, чтобы посмотреть, как происходит реакция. Ученые разместили внутри установки специальный инфракрасный датчик, способный выдерживать экстремальные условия. С его помощью они в режиме реального времени отслеживали весь процесс. Г-жа Унтерласс надеется, что использование нового высокотемпературного ИК-датчика позволит развивать методы гидротермального синтеза и для других сложных в производстве полимеров. Есть множество органических молекул, которые обещают замечательные свойства материала, если удастся добиться их полимеризации.

Подготовлено по материалам (источник): phys.org
Дата: 6 мая 2014
Другие новости, которые читают вместе с этой: Модифицированные водоросли для производства наноцеллюлозы Промежуточная форма углерода: решена полувековая загадка Получение водорода с помощью бактерий при 10°C и ниже Химики из Стенфордского Университета открыли новое соединение для хранения ... Способ превращения тепловых отходов в электроэнергию Алмазный катализатор для переработки азота