НОВЫЙ КЛАСС СУБЕРАБСОРБИРУЮЩИХ ПОЛИМЕРОВ
Японские химики разработали подход, который, как они считают, в перспективе позволит быстро и исчерпывающе удалять нефтяные, умеренно полярные и липофильные загрязнения из окружающей среды
Липофильный полимерный гель: высушенный (a); и набухший после 48-часового контакта с тетрагидрофураном (b) (© Nature Materials)
Ныне существующие методы устранения аварий нефтеналивных судов обычно сводятся либо к выжиганию нефтяной пленки, либо к попыткам растворить нефтяное пятно, с помощью специальных ПАВ. Казуки Сада (Kazuki Sada) и его коллеги из Университета Киюшу получили новый класс суберабсорбирующих полимеров, способных впитывать неполярные органические растворители в количествах, в сотни раз превышающих массу самого полимера. Гидрофильные суперабсорбенты уже используются для впитывания воды, например, в подгузниках или косметике, однако примеры эффективной абсорбции жидкостей, менее полярных, чем вода, пока еще не были описаны.
Способность к суперабсорбции полярных растворителей обуславливается электростатическим отталкиванием ионогенных групп в структуре полимера, что, в свою очередь, позволяет цепи полимера вытягиваться и расширяться по мере контакта полимера с молекулами растворителя. Однако, большинство полимеров, абсорбирующих воду, практически не может набухать в неполярных растворителях, так как переход от полярного к неполярному растворителю вызывает ассоциацию ионогенных групп, степень отталкивания понижается, и полимерная цепь свертывается в компактную конформацию.
Японским ученым удалось «заставить» полимер абсорбировать малополярные растворители за счет введения малых количеств (лишь в около 5% структурных звеньев) объемных липофильных ионогенных групп. Исследователи модифицировали полимерную матрицу структурными фрагментами тетрафенилбората тетраалкиламмония. Полученный полимер – липофильный гель-полиэлектролит может набухать в 384 раза по отношению к своему весу в тетрагидрофуране и – в 481раз – в дихлорметане. Новый материал также хорошо впитывает и неполярные растворители – гексан и толуол.