Ученые Российской академии наук разработали альтернативную технологию синтеза силиконов — полимеров, широко применяемых в промышленности. Предложенный подход позволяет получать материалы без посторонних примесей и повторно использовать катализатор.
Новая методика дает возможность производить качественные силиконы для медицинской и косметической сфер, автомобильной и авиационной отраслей, а также бытовых нужд. Исследователи РАН установили, что синтез таких материалов можно проводить по более доступной и простой схеме, не прибегая к сложному оборудованию, сообщили в Российском научном фонде.
Силиконы представляют собой полимеры, содержащие углерод, кислород и кремний. Благодаря устойчивости к воздействию окружающей среды, прочности и эластичности они нашли применение в самых разных областях. Из них изготавливают формы для выпечки, стоматологические слепки, автомобильные амортизирующие детали и герметизирующие составы для космической техники.
Как отметили в РНФ, наиболее распространенный способ получения силиконов из соединений-предшественников основан на применении платиновых катализаторов, ускоряющих химическую реакцию. «Такие катализаторы, как правило, используют только один раз. Кроме того, в готовом материале часто остаются частицы платины, из-за чего снижается его качество и сужается сфера применения», — пояснили специалисты фонда. По их словам, производство силиконов также приводит к расходованию ограниченных запасов драгоценного металла и его рассеиванию в окружающей среде.
Над новой, более экономичной технологией получения силиконов различного строения и уровня сложности работали специалисты 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 Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова.
Вместо растворения катализатора непосредственно в реакционной смеси ученые предложили проводить процесс на границе раздела соединений-предшественников и водной среды, содержащей соль платины.
«Разработанные каталитические системы можно быстро и несложно получать, причем они эффективны уже при комнатной температуре. При контакте с реагентами формируются активные платиновые комплексы. Вода и другие вещества, участвующие в реакции, взаимодействуют с ними и тем самым регулируют их устойчивость, активность и строение — атомарное или кластерное», — рассказала РНФ Ирина Гончарова, научный сотрудник лаборатории функциональных элементоорганических соединений № 133 ИНЭОС РАН и младший научный сотрудник группы № 6 «Катализ в кремнийорганической химии» ИНХС РАН.