Один из самых дорогих и востребованных классов полимеров – полиимиды – необходим для производства покрытия, которое защитит от перегрева камеры сгорания и сопла жидкостных ракетных двигателей. Ученые Ярославского государственного университета имени П. Г. Демидова (ЯрГУ) предложили новую технологию – она позволит сократить сроки получения материалов и расходы на их производство. Метод основан на ультразвуковой активации реакции.
«В основе ультразвуковой активации химического процесса лежит явление кавитации. Под действием ультразвука в растворе происходит образование и схлопывание пузырьков, в результате чего локально повышаются температура и давление», — пояснил один из авторов патента на изобретение, аспирант Института фундаментальной и прикладной химии ЯрГУ Александр Хлопотинин.
Применение ультразвука позволило значительно уменьшить время реакции и снизить ее температуру. При этом полезный выход продукта вырос почти на 10% — до 95%, а время сократилось в восемь раз – до одного часа.
«На цену полимера сильно влияют производственные затраты и себестоимость мономера. За счет более простого синтеза мономера, его цену можно существенно снизить», — добавил Хлопотинин.
В будущем научный коллектив планирует моделировать проведение ультразвукового синтеза в проточном реакторе: это уменьшит количество операций по загрузке исходного сырья в реактор и выделение продуктов реакции.
Изобретенный метод ультразвуковой активации имеет широкий спектр применения. Полиимидные материалы обладают хорошими механическими и электрическими свойствами и устойчивы к различным органическим растворителям. Они могут быть востребованы как в космической отрасли. В перспективе новая технология может быть использована при синтезе соединений для лекарственных средств.
Проект реализован в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» национального проекта «Наука и университеты».
