Ярославские ученые нашли новый ресурсосберегающий способ производства материалов, используемых в космической отрасли

Молодые исследователи Демидовского университета разработали эффективный метод активации химических реакций под действием ультразвука. Способ позволяет не только самим производить мономеры, но и делать это с большей эффективностью. 

Испытания проходили в студенческо-молодежной лаборатории химико-экологических исследований ЯрГУ под руководством кандидата химических наук Романа Бегунова. Данные соединения являются мономерами для получения ароматических конденсационных полимеров, которые используются для создания новых синтетических материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Разработанный способ синтеза защищен патентом РФ на изобретение.

– В основе ультразвуковой активации химического процесса лежит явление кавитации, – говорит один из авторов патента на изобретение аспирант Александр Хлопотинин. – Под действием ультразвука в растворе происходит образование и схлопывание пузырьков, в результате чего локально повышаются температура и давление. Применение ультразвука позволило нам значительно 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).

Полиимид – один из самых дорогих и востребованных классов полимеров. Ценник превышает несколько сотен тысяч рублей. На цену полимера сильно влияют производственные затраты и себестоимость мономера. За счёт более простого синтеза мономера его цену можно существенно снизить, что ученые ЯрГУ и сделали.

– Упрощение процесса производства – одна из важнейших современных как научных, так и производственных задач для развития технологий, – отметил аспирант. – 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. Полученные результаты будут использоваться мной при написании кандидатской диссертации.

Изобретенный способ может быть эффективно использован производителями новых конструкционных материалов для космической, медицинской и других высокотехнологичных, социально значимых и стратегически важных отраслей.

– Нашим способом могут пользоваться производители полиимидных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками, такими как высокая термостабильность, хорошие механические и электрические свойства и стойкость к различным органическим растворителям, – продолжил Александр. – Подобного рода полимерами занимается, например, ООО «Эй Пи Си Групп» (г. Санкт-Петербург), но соглашений о внедрении пока с конкретным производителем у ЯрГУ нет. 

Кроме того, по словам ученых, изобретенный метод ультразвуковой активации имеет широкий спектр применения, в перспективе можно будет провести исследования и по синтезу соединений для лекарственных средств.

Проект был осуществлен в рамках реализации ЯрГУ им. П.Г. Демидова программы стратегического академического лидерства Минобрнауки России «Приоритет-2030».

Фото ЯрГУ им. П.Г. Демидова