Теперь мономеры можно производить самостоятельно, быстрее и эффективнее - молодые исследователи из ЯрГУ разработали метод активации химических реакций под действием ультразвука.
- В основе нашего метода лежит явление кавитации. Под действием ультразвука в растворе образовываются и схлопываются пузырьки, в результате чего локально повышаются температура и давление. Применение ультразвука позволило нам уменьшить время и температуру используемой реакции. Получить целевые продукты можно за меньшее количество времени (1 час, вместо 8 часов), с большим выходом (95%, вместо 84,5), - рассказывает Александр Хлопотинин, аспирант, один из авторов патента на изобретенный метод.
Соединения, с которыми работают члены молодежной лаборатории химико-экологических исследований ЯрГУ под руководством кандидата химических наук Романа Бегунова, служат мономерами для получения ароматических конденсационных полимеров. Они используются для создания новых, более износоустойчивых синтетических материалов для космической, медицинской и других высокотехнологичных, социально значимых и стратегически важных отраслей.
Пример такого полимера – полиимид, один из самых дорогих и востребованных. Ценник на этот класс полимеров превышает несколько сотен тысяч рублей: влияют производственные затраты и себестоимость мономера. За счёт упрощения синтеза мономера, цену полиимида можно существенно снизить, что ученые ЯрГУ и сделали.
- Упрощение процесса производства – одна из важнейших научных и производственных задач для развития технологий. Потому в дальнейшем мы планируем смоделировать проведение ультразвукового синтеза в проточном реакторе, что приведет к уменьшению количества операций по загрузке исходного сырья в реактор и выделению продуктов реакции, - отмечает Александр. – Нашим способом могут пользоваться производители полиимидных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками: высокой термостабильностью, хорошими механическими и электрическими свойствами, стойкостью к различным органическим растворителям.
Подобного рода полимерами занимается, например, ООО «Эй Пи Си Групп» (г. Санкт-Петербург), но соглашений о внедрении метода с конкретным производителем у ЯрГУ пока нет. По словам ученых, их изобретение имеет широкий спектр применения, в перспективе можно будет провести исследования и по синтезу соединений для лекарственных средств.
Проект осуществлён в рамках реализации ЯрГУ им. П.Г. Демидова программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».