Ученые из Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова разработали, запатентовали и сделали очень эффективный и удобный фильтр. С помощью такого фильтра можно очистить самые разные виды нефтепродуктов, растворителей и масел как от частиц грязи, так и от капелек воды. Важнейшая особенность фильтра – это постепенно изменяющийся размер пор, диаметр которых можно варьировать в самых широких, причем заранее заданных, пределах. Руководит работой по созданию уникальных фильтров доктор физико-математических наук профессор Виктор Ломовской.
Материал фильтров – это полимер на основе так называемого поливинилформаля, молекулы которого, как длинные цепочки, образованы из трех видов звеньев – ацетатных, винилацетатных и винилспиртовых. Эти названия мало что скажут тому, кто основательно подзабыл химию, однако суть в том, что свойства полимера в значительной степени зависят от соотношения этих трех видов звеньев в составе полимера. «Играя» на этом, ученые разработали метод синтеза такого полимера, который, во-первых, хорошо сорбирует влагу, а во-вторых, не растворяется в бензине, керосине, маслах и прочих органических жидкостях.
Кроме того, авторы научились «сшивать» между собой макромолекулы полимера так, что в результате образуются трехмерные сетки, «ячейки» в которых меняются по размеру – от микронных до нанометровых.
На основе такого материала авторы разработали и метод получения фильтрующего патрона с переменной пористостью. В принципе его форма может быть любой – потому что можно заготовку отлить (сделать) любой конфигурации, а затем «сшить» молекулы полимера так, чтобы размер пор и их распределение в теле изделия отвечали требованиям конкретной задачи. Главное – это плавное изменение пористости материала. Потому что до сих пор такого рода фильтры просто составляли из нескольких слоев материала с различной пористостью. Поэтому на границах, так, где пористость меняется резко, гидравлическое сопротивление резко возрастало, и производительность фильтра падала. Кроме того, регенерировать (отмыть от набившейся в поры грязи) такие фильтры было трудно. С фильтрами, разработанными в МГАТХТ, этих проблем нет.
Итак, наиболее распространенная форма патрона – это толстая труба из фильтрующего материала. Его пористость плавно увеличивается по направлению к центральной оси. Жидкость под давлением поступает снаружи внутрь трубы. По пути она проходит через поры в материале. Очень важно, что структура его – открытопористая, то есть жидкость проходит слой полимера насквозь. Чем крупнее частицы, чем скорее они отфильтровываются. Зная приблизительно свойства субстанции, которую нужно фильтровать таким образом, размер пор и общую пористость можно подобрать так, чтобы «поймать» все ненужные частицы или капли воды.
Как потом отмыть фильтр? Легко. Достаточно добавить в воду определенные ПАВы (какие именно – знают авторы), и вся грязь отмоется, а фильтр можно будет использовать вновь.
В принципе подобные фильтры можно использовать очень широко - благодаря тому, что для них характерна высокая пористость, механическая прочность и химическая стойкость, способность в многократной регенерации, высокая фильтрующая способность и очень низкое гидравлическое сопротивление. Так что с их помощью можно чистить и нефть, и топливо для машин, самолетов и кораблей, и растительное масло, и растворители. Даже газы можно фильтровать и обезвоживать. Благодаря использованию нового поколения полимерных сорбционно-фильтрующих материалов, разработали синтез которых московские химики.
***
