Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Описание методов. Часть 13

Нефтяная промышленность была главной силой в начале и дальнейшем развитии и применении SCF. Применение в нефтяном секторе охватывает разведку и добычу сырой нефти, переработку на нефтеперерабатывающем заводе и использование в автомобильных двигателях. Использование SFE в нефтяной промышленности осуществляется уже очень давно, а патенты, относящиеся к SCF, датируются еще 1936 годом. Процесс, использующий преимущества радикальных изменений свойств, которые могут происходить около критической точки, представляет собой метод деасфальтизации пропана для очистки смазочного масла и очищенной легкой нефти – воска – асфальта – нафтеновых фракций. Позднее особое внимание уделялось SFE как альтернативной технологии извлечения и энергосбережения. Такая технология представляет собой процесс сверхкритической экстракции остаточного масла (ROSE), разработанный компанией Kerr-McGee Refining (США) для удаления более легких продуктов из остатка промышленной дистилляции сырой нефти. Было рассмотрено применение SFE и SFC на ископаемом топливе с примерами, включающими определение полимерных добавок. Для SFE было разработано множество других технологических приложений, таких как обработка материалов, модификация продуктов питания и сырья.

Например, процесс Solexol касается очистки растительного и рыбьего жира с помощью SCF-пропана и концентрации полиненасыщенных триглицеридов. Пищевая и фармацевтическая промышленность стали еще одним направлением для SFE в 1970-х годах. Многие патенты были получены в результате ранних исследований, охватывающих SFE кофе, чая, табака и специй. В 1979 году компания HAG AG построила первый крупномасштабный завод с использованием SFE для удаления кофеина из зеленых кофейных зерен. Одним из наиболее плодотворных приложений для SFE сегодня является экстракция жиров и масел в пробах пищевых продуктов. Также экстракция (с помощью scCO2) эфирных масел и ароматизаторов из растительных материалов (например, хмель, табачная и древесная целлюлоза) в настоящее время разрабатывается в промышленных масштабах. Принципы и применение SFE в анализе пищевых продуктов были рассмотрены недавно. Его применение в химической обработке, очистке, экстракции, сепарации, фракционировании, пропитке, сорбировании, сушке, вспенивании, микронизации и органическом синтезе в настоящее время хорошо известно.

Сверхкритические текучие растворители в последнее время также находятся в центре активных программ исследований и разработок в области химии полимеров и технологий переработки. Примеры включают использование scCO2 в качестве непрерывной фазы для синтеза полимера (например, фторполимеров, бутилакрилата), синтез в набухших полимерах CO2, пропитка SCF, окрашивание с помощью SCF, обработка растворов полимеров в пористые частицы и пористые пленки, экстракция из полимеров и в качестве вспенивателя для производства пены или в качестве вспомогательного средства для переработки полимеров. Чтобы эффективно использовать эти процессы, необходимо понимать растворимость CO2 в полимерах и его влияние на их свойства. Сообщалось о растворимости scCO2 в различных полимерах. Например, метод микробаланса кварцевых кристаллов, о котором сообщали некоторые исследователи, для измерения растворимости CO2 в полимерах, также полезен для исследований по использованию CO2 в качестве агента для введения химических веществ в полимеры.

В таких случаях scCO2 действует в качестве пластификатора для стеклообразных полимеров и позволяет включать добавки, ароматизаторы и фармацевтические вещества (например, аскорбиновую кислоту, аскорбил пальмитат, ВНА, пропил и лаурилгаллат) фактически без использования растворителей. Инфузия с scCO2 обеспечивает гораздо более высокие нагрузки полимера по сравнению с нагрузками, достигаемыми статической диффузией. Пропитка полимеров SCF имеет большое значение в отношении изделий с длительным хранением. Было рассмотрено использование и метода SFE в полимерной технологии, а также появились книги по технологии SCF и сообщалось о промышленном использовании SFE, который тесно завязан на состояние сверхкритической жидкости. Хотя использование SFE ранее обычно ограничивалось относительно крупномасштабными применениями химической обработки, существует также широкая аналитическая применимость SCF, но успешность SFE во многом зависит от химической структуры полимера.