Коллектив ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова, Института физиологически активных веществ ФИЦ ПХФ и МХ, Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова и Объединенного института ядерных исследований разработал новый метод получения аэрогелей из найлона (полиамида 6,6).
Как правило, полимерные аэрогели – высокопористые полимеры – на основе термопластов получают из соответствующих лиогелей методом сверхкритической сушки в диоксиде углерода, при этом ключевой стадией синтеза является полимеризация мономеров и получение полимерных гелей. Альтернативным, но достаточно редко встречающимся методом синтеза монолитных гелей полимеров является их диспергирование в определенном растворителе с получением прозрачного золя и последующее гелирование коллоидного раствора. Этот метод интересен с точки зрения вторичной переработки полимерных изделий и создания на их основе новых высокопористых материалов.
В рамках проведенного исследования ученые впервые применили такой альтернативный подход к получению гелей и, далее, аэрогелей, с использованием наиболее распространенного промышленного полимера – нейлона. Для синтеза монолитных и достаточно прочных гелей потребовалось только медленно охладить горячие (130 ⁰С) растворы нейлона в диметилацетамиде с добавкой хлорида лития. Сушка гелей в сверхкритическом CO₂ позволила получить монолитные пористые материалы с удельной поверхностью до 70 м²/г, удельной пористостью до 0.4 см³/г и общей пористостью до 90%. Выявлено, что текстурные свойства материала определяются концентрацией исходного коллоидного раствора полимера, которую можно варьировать в диапазоне до 30 мас.%. Ученым также удалось обнаружить, что пористые полимеры обладают заметно более высокой степенью кристалличности по сравнению с исходным нейлоном. Это было подтверждено тремя независимыми методами, включая ИК-спектроскопию, гелиевую пикнометрию и рентгеновскую дифракцию. На основе выполненного исследования была предложена модель анализа структуры пористого нейлона методом малоуглового рассеяния рентгеновского излучения.
Результаты работы, поддержанной грантом РНФ (23-73-00028), опубликованы в «Journal of Polymer Research».
A. Baranchikov, S. Lermontov, S. Kottsov, G. Taran, A. Malkova, E. Trufanova, A. Badulina, G. Kopitsa, Y. Gorshkova. The structure of polymer aerogels produced by gelation of polyamide 6,6 solutions // J. Polym. Res. 2025. V.32. 385. https://doi.org/10.1007/s10965-025-04622-7
Новость о работе подготовлена ИОНХ РАН для проекта «Виртуальный музей химии: продолжение осмотра» при грантовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий». Проект выполняется в рамках Десятилетия науки и технологий.