Исследователи Передовой инженерной школы СВЧ-электроники РТУ МИРЭА совместно с сотрудниками Института физической химии и электрохимии РАН разработали полимерное покрытие, которое меняет механизм образования накипи, сообщили «Первому техническому» в университете. Если на латуни солевые отложения превращаются в плотный каменный слой, то на полимерном покрытии накипь становится рыхлой и легко удаляется.
В экспериментах учёные сравнили два типа подложек: латунь и латунь с нанесённым полимерным покрытием. Образцы поместили в установку ускоренного накипеобразования с жёсткой водой. На латуни образовался плотный монолитный слой толщиной в десятки микрон, почти полностью состоящий из карбоната магния — типичного «камня», который трудно счистить механически.
На полимерном покрытии результат оказался иным. Накипь представляла собой рыхлый несплошной осадок, а её химический состав изменился: помимо карбоната магния появились гидроксид магния и его гидратированные формы. Такой слой легко разрушается даже при небольшом механическом воздействии.
Авторы исследования пояснили, что на металле накипь превращается в камень, который удаляется с большим трудом. Полимерное покрытие меняет механизм кристаллизации: осадок становится рыхлым, похожим на порошок. Это позволяет продлить межремонтный интервал оборудования и снизить затраты на химические реагенты. Модифицируя состав полимера, можно влиять на то, какие соли будут кристаллизоваться на поверхности — прочный карбонат или рыхлый гидроксид. Это открывает дорогу к созданию «умных» противонакипных материалов, которые адаптируются под конкретные условия эксплуатации. Патент на установку для испытаний уже получили.
Разработка защищает теплообменное оборудование на электростанциях и в промышленности без постоянных химических промывок и простоев. Традиционные методы борьбы с накипью — химическое умягчение воды и кислотные промывки — дороги, трудоёмки и вредны для экологии. Новое покрытие предлагает альтернативу.