Способ получать качественные полимерные материалы для медицинской, косметической, автомобильной, авиационной промышленности и бытового применения предложили ученые РАН в составе научного коллектива.

Специалисты выяснили, что эти материалы — силиконы — можно синтезировать по более простой и дешевой технологии, которая не требует сложного оборудования, рассказали в РНФ.

Благодаря устойчивости к внешним условиям, механической прочности и гибкости силиконы — полимеры на основе углерода, кислорода и кремния — применяются повсеместно: из них производят формы для выпечки, стоматологические слепки, демпфирующие элементы для автомобилей и герметики для космических аппаратов. Самая распространенная стратегия получения силиконов из соединений-предшественников предполагает использование ускоряющих реакцию соединений платины (Pt), отметили в Российском научном фонде (РНФ).

«Катализаторы на основе платины одноразовые и обычно оставляют в готовом продукте частицы металла, ухудшая качество материалов и ограничивая их область применения», — рассказали в фонде, добавив, что производство силиконов одновременно истощает невосполнимые природные запасы благородного металла и «распыляет» его, загрязняя окружающую среду.

Ученые Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН, Института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН, Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН и МГУ имени М. В. Ломоносова предложили более рентабельный и экономный способ получения силиконов разной структуры и сложности. Вместо того, чтобы растворять катализатор в реагентах, специалисты предложили проводить синтез силиконов на границе между веществами-предшественниками и водной фазой, где растворена соль платины.

«Предложенные каталитические системы очень быстро и просто получать, при этом они работают при комнатной температуре. При их взаимодействии с реагентами образуются каталитически активные платиновые комплексы. Вода и другие компоненты реакции связываются с такими комплексами, „регулируя“ их стабильность, активность и структуру (одноатомную или кластерную)», — рассказала фонду научный сотрудник лаборатории функциональных элементоорганических соединений № 133 ИНЭОС РАН, младший научный сотрудник группы № 6 «Катализ в кремнийорганической химии» ИНХС РАН Ирина Гончарова.

На границе фаз катализатор и реагенты «встречаются», и тогда происходит синтез «чистых» силиконов, незагрязненных платиной, объяснили в РНФ. Поскольку платина остается в воде, а продукты оказываются «над» раствором, дополнительная очистка силиконов от металла не требуется. Один и тот же катализатор можно использовать не менее 15 раз, подчеркнули в фонде.

«Разработанный подход оказался универсален: он позволяет получать силиконы с разной структурой и свойствами, а потому будет актуален для широкого круга промышленных задач. Также мы сконструировали реактор для синтеза силиконов в непрерывном режиме, где можно поддерживать строго постоянные условия и автоматически разделять водную фазу и продукт реакции», — добавил заведующий лабораторией функциональных элементоорганических соединений № 133 ИНЭОС РАН, ведущий научный сотрудник группы № 6 «Катализ в кремнийорганической химии» ИНХС РАН Ашот Арзуманян.

Результаты представлены в Angewandte Chemie International Edition. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.

Читайте также: Минтранс напомнил о новых правилах на транспорте с сентября