ЧАСТИЦЫ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

По сути, это полимер ПБО (полибензоксазол), из которого и производится «суперволокно» под коммерческим названием Zylon. Прочность на растяжение у него примерно в 10 раз выше, чем у стали, а нить из зайлона толщиной 1 мм может удержать предмет весом почти в полтонны.

Волокна можно сплетать в нити и пучки и создавать на их основе тросы, бронежилеты и другие сверхпрочные предметы. В конце 1990-х бронежилеты из зайлона даже начала закупать американская полиция. Но оказалось, что у материала есть существенные недостатки – под воздействием ультрафиолета и влажности он постепенно разрушается и теряет свою прочность, а значит, и предметы из него не выдерживают проверки временем.

Решить эту проблему удалось исследователям из Университета Брауна (США). Они нашли новый способ изготовления ПБО. Традиционный включал использование очень агрессивной полифосфорной кислоты (PPA), которая выступала и катализатором, и растворителем. В процессе реакции молекулы кислоты попадали в полимерную цепь и со временем делали волокна подверженными деградации.

Лаборатория в Университете Брауна работает с композитными катализаторами из наночастиц, которые позволяют провести нужную для получения ПБО реакцию без участия полифосфорной кислоты. Реакции с наночастицами требуют меньше энергии, а в качестве источника водорода ученые предлагают использовать возобновляемую муравьиную кислоту. По их словам, это делает производство ПБА более экологичным.

«Используя катализатор из наночастиц, мы можем производить ПБО в менее вредных для окружающей среды условиях и без использования химического вещества, которое, как известно, приводит к неожиданному разложению этих материалов», – сказал Шоуэн Сан, профессор химии и соавтор исследования.

Однако до недавнего времени такие катализаторы применялись только для получения небольших органических молекул. Для того чтобы провести реакцию с получением ПБО и контролировать ее скорость, ученые экспериментировали с составом катализатора и соотношением элементов в нем. В итоге им удалось найти оптимальный состав: около 40% золота и 60% палладия. Частицы размером около 8 нанометров вызывали скорость реакции, которая максимально увеличивала молекулярную массу полимеров ПБО.

Ученые протестировали полученный материал, чтобы понять, действительно ли в новом варианте он устойчив к разрушению. Испытания показали: полимеры ПБО, полученные новым способом, гораздо более выносливы, чем существующий сегодня на рынке Zylon, и сохранили прочность даже после кипячения в воде и в кислоте в течение нескольких дней.

Источник: neftehimia-journal.ru