Углекислый газ довольно давно используется в различных целях: в пищевой промышленности как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста; в машиностроении в качестве защитной среды при сварке проволокой; в химической промышленности для получения метанола, мочевины и салициловой кислоты, которые применяются в качестве добавки к топливу, удобрения и компонента аспирина, соответственно.
Новую область для применения углекислого газа предложили исследователи Фраунгоферовского Института Безопасности Окружающей среды и Энергетических технологий (UMSICHT) в Оберхаузене, а именно, при помощи него насыщать полимеры. Углекислый газ может быть введён в полимеры или выступать в роли вещества, транспортирующего различные добавки, красители, медицинские составы и иные частицы. Для этого углекислый газ должен быть переведён в сверхкритическое состояние, в которое даёт газу растворимые свойства. Для достижения сверхкритического состояния необходимо при температуре 30.1 градусов Цельсия довести давление газа до 73,8 баров.
«Мы вкачиваем жидкий углекислый газ в контейнер, находящийся под высоким давлением с компонентами пластика, который должен быть насыщен, затем неуклонно увеличиваем температуру и давление, пока газ не достигнет сверхкритического состояния. Когда это состояние достигнуто, мы продолжаем увеличивать давление. При 170 барах, пигмент в форме порошка растворяется полностью в CO2, затем просачивается с газом в пластмассу. Весь процесс занимает всего несколько минут. Когда контейнер открыт, газ выходит через поверхность полимера, но пигмент остается под поверхностью и не может впоследствии стереться» – объяснил Мэнфред Реннер (Manfred Renner), ученый Фраунгоферовского Института.
В рамках проекта исследователям удалось осуществить процесс насыщения поликарбоната наночастицами, которые придают антибактериальные свойства. На поверхность полимера были помещены E-coli, которые после насыщения были полностью уничтожены. Это демонстрирует одно из возможных полезных направлений применения данного метода, например, для насыщения теми же наночастицами дверных ручек. Аналогичные испытания, проведённые с фармацевтическим компонентом флурбипрофен и с кремнеземом, также завершились успешно.
Процесс насыщения углекислым газом пригоден для аморфных и частично кристаллических полимеров, но не может быть применён для насыщения кристаллических полимеров.
Углекислый газ имеет ряд преимуществ, по сравнению со стандартными растворителями, которые применяются для окраса. Он не токсичен, не огнеопасен, пока он обладает растворимыми свойствами, он не оказывает вредного воздействия на здоровье и окружающую среду. Кроме того, насыщенные поверхности менее подвержены повреждениям и более устойчивы к царапинам, чем окрашенные.
Таким образом, новый метод насыщения полимеров углекислым газом открывает новые области для применения полимеров в медицине, например, для насыщения глазных линз фармацевтическими компонентами, медленно поступающими в глаз в течение дня.
Источник: MPlast.by
___________________________________________________________________________________