В Томске разработан простой способ получения пенокриогелей для теплоизоляции

Опубликовано 15.08.2014 г.

Ученые Института химии нефти СО РАН (г. Томск) предложили химический способ получения пенокриогеля — материала с высокими теплоизоляционными свойствами.

Источник: tsc.ru

В Институте химии нефти на протяжении долгого времени разрабатывают перспективные полимерные изоляционные материалы — пенокриогели: прочные, легкие и упругие. Показатель теплопроводности криогелей в несколько раз ниже, чем у стандартных утеплителей, к тому же у них есть уникальная особенность: при перепадах температуры материал становится только прочнее. Это делает криогель одним из лучших решений для строителей и промышленных предприятий (например, нефтяников) в сложных и изменчивых природно-климатических условиях.

«У пенокриогелей гораздо меньше удельный вес и теплопроводность по сравнению с криогелями, ведь они на 90 процентов состоят из газа, — рассказывает о новом материале один из разработчиков, доктор химических наук Владимир Манжай. — Способ, который мы предлагаем, позволяет получать материал более дешевый, чем иностранные аналоги. Потому что, по сути, из специальных элементов нужен только газ и полимер, остальное — замораживание и размораживание — может сделать наша сибирская погода».

Технология выглядит так: порошок поливинилового спирта растворяют в воде, добавляют туда химические реагенты, которые вызывают образование мелких пузырьков газа и формируют устойчивую пену. При замораживании пена становится твердой, а после оттаивания превращается в эластичное вещество — пенокриогель. Это и есть химический способ, запатентованный томскими учеными. В отличие от механического способа, при котором через водный раствор полимера пропускают газ, получается мелкодисперсная и упругая пена. Химически полученная пена устойчива и пластична. При этом из 10 мл исходного раствора можно сделать 100 мл пенокриогеля. Чем больше в соединении газовой формы, тем лучше материал будет сохранять тепло, а его упругость зависит от концентрации поливинилового спирта.

«Пенокриогели можно использовать в качестве теплоизоляционных материалов, особенно там, где есть резкие перепады температур, — продолжает Владимир Манжай. — Например — наносить на устье нефтедобывающих скважин. Нефть из недр имеет температуру около ста градусов, а пока поднимается на поверхность, остывает. Из нее начинают выделяться кристаллы парафина, который откладывается на стенках трубы, из-за чего сужается радиус трубопровода и может произойти закупоривание. Пенокриогель защитит оборудование и предотвратит заглушку скважины».

Если в полимерный раствор до замораживания ввести определенные наполнители (угольная пыль, опилки и т.д.), из геля можно формировать топливные брикеты, которые имеют небольшой размер и прекрасно горят. В быту пенокриогели можно использовать для теплоизоляции вместо обычной пены. Экспериментируя с добавками, разработчики планируют еще больше разнообразить свойства и функции пенокриогелей, а значит, расширить область их применения.