СВЕРХКРИТИ́ЧЕСКИЕ ФЛЮИ́ДНЫЕ ТЕХНОЛО́ГИИ

СВЕРХКРИТИ́ЧЕСКИЕ ФЛЮИ́ДНЫЕ ТЕХ­НОЛО́ГИИ, тех­но­ло­гич. про­цес­сы с ис­поль­зо­ва­ни­ем ве­ществ в аг­ре­гат­ном со­стоя­нии, про­ме­жу­точ­ном ме­ж­ду жид­костью и га­зом, – т. н. сверх­кри­тич. флюи­дов (СКФ). В сверх­кри­тич. со­стоя­ние ве­ще­ст­ва пе­ре­хо­дят при пре­вы­ше­нии кри­тич. зна­че­ний темп-ры и дав­ле­ния (см. Кри­ти­че­ское со­стоя­ние ве­ще­ст­ва). Сверх­кри­тич. со­стоя­ние воз­мож­но для боль­шин­ст­ва жид­ких и га­зо­об­раз­ных ве­ществ, ес­ли дан­ное ве­ще­ст­во не раз­ла­га­ет­ся при кри­тич. темп-ре. Внеш­не СКФ схо­жи с жид­ко­стью и име­ют плот­ность, близ­кую к плот­но­сти жид­ко­стей, но по вяз­ко­сти и сжи­мае­мо­сти СКФ близ­ки к га­зам; ха­рак­те­ри­зу­ют­ся зна­чи­тель­но бо­лее вы­со­ким ко­эф. диф­фу­зии по срав­не­нию с ве­ще­ст­вом в жид­ком со­стоя­нии. СКФ – хо­ро­шие рас­тво­ри­те­ли, лег­ко про­ни­каю­щие в глу­бин­ные слои разл. твёр­дых ве­ществ и ма­те­риа­лов.

С. ф. т. по­лу­чи­ли при­ме­не­ние в 1980-х гг. вслед­ст­вие уже­сто­че­ния эко­ло­гич. тре­бо­ва­ний к про­из­вод­ст­вам, а так­же бла­го­да­ря соз­да­нию ап­па­ра­ту­ры, по­зво­ляю­щей по­лу­чать СКФ для ши­роко­го ис­поль­зо­ва­ния. Про­цес­сы с уча­с­ти­ем СКФ при­ме­ня­ют гл. обр. для извле­че­ния це­ле­вых ком­по­нен­тов из твёрдых ве­ществ. Про­цесс из­вле­че­ния в этом слу­чае про­ис­хо­дит с вы­со­кой ско­ро­стью, а его се­лек­тив­но­стью мож­но управ­лять, из­ме­няя дав­ле­ние и темп-ру сре­ды. В ка­че­ст­ве СКФ наи­бо­лее ши­ро­ко (бо­лее 80% тех­но­ло­гий) при­ме­ня­ет­ся сверх­кри­тич. СО₂ (СК-СО₂). СО₂ лег­ко пе­ре­вес­ти в сверх­кри­тич. со­стоя­ние (Т_кр=31,3 °С, Р_кр=7,36 МПа); СК-СО₂ инер­тен, не­ток­си­чен, взры­во- и по­жа­ро­бе­зо­па­сен, от­но­си­тель­но не­до­ро­гой и до­с­туп­ный рас­тво­ри­тель для мн. ор­га­нич. со­еди­не­ний.

Сверх­кри­тич. флю­ид­ное из­вле­че­ние мо­жет осу­ще­ст­в­лять­ся как в ста­тич. ус­ло­ви­ях (вы­держ­ка ма­те­риа­ла или об­раз­ца в ка­ме­ре, за­пол­нен­ной СКФ, с по­сле­дую­щим от­бо­ром СКФ и сни­же­ни­ем дав­ле­ния для раз­де­ле­ния га­за и из­вле­чён­но­го ком­по­нен­та), так и в ди­на­мич. ус­ло­ви­ях (не­пре­рыв­ное про­пус­ка­ние СКФ че­рез ка­ме­ру с по­сле­дую­щим сни­же­ни­ем дав­ле­ния СКФ). Дос­то­ин­ст­во тех­но­ло­гии – от­сут­ст­вие ток­сич­ных сбро­сов и воз­мож­ность мно­го­крат­но­го ис­поль­зо­ва­ния рас­тво­ри­те­ля пу­тём ре­цир­ку­ля­ции (пе­ре­во­да га­зо­об­раз­ной фор­мы в СКФ).

СКФ мо­гут при­ме­нять­ся в ка­че­ст­ве рас­тво­ри­те­лей, экс­т­ра­ген­тов, ре­ак­ци­он­ных сред в фар­ма­цев­ти­ке, пи­ще­вой, хи­мич., кос­ме­тич. пром-сти, при про­из-ве и пе­ре­ра­бот­ке по­ли­ме­ров, при по­лу­че­нии но­вых ма­те­риа­лов и т. д. Наи­бо­лее ши­ро­кое при­ме­не­ние С. ф. т. на­хо­дят при про­из-ве ор­га­нич. со­еди­не­ний и для вы­де­ле­ния био­ло­ги­че­ски ак­тив­ных ве­ществ из рас­тит. сы­рья (од­на из ста­рей­ших С. ф. т. – вы­со­ко­се­лек­тив­ное вы­де­ле­ние ко­феи­на из ко­фе). С. ф. т. ис­поль­зу­ют­ся в про­из-ве кос­ме­тич. и пар­фю­мер­ных из­де­лий, для ко­то­рых тре­бу­ют­ся осо­бо чис­тые и био­ло­ги­че­ски ак­тив­ные эфир­ные мас­ла́, ви­та­ми­ны и т. д. В хи­мии вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных со­еди­не­ний по­ли­ме­ры мо­гут быть эф­фек­тив­но очи­ще­ны от при­ме­си мо­но­ме­ров рас­тво­ре­ни­ем по­след­них в СКФ. По­ка­за­на воз­мож­ность эко­ло­гич­но­го кра­ше­ния по­ли­эфир­ных ма­те­риа­лов с вы­со­кой по­верх­но­ст­ной плот­но­стью дис­перс­ны­ми кра­си­те­ля­ми – в сре­де СК-СО₂ кра­си­тель диф­фун­ди­ру­ет дос­та­точ­но глу­бо­ко внутрь во­лок­на, обес­пе­чи­вая его проч­ную фик­са­цию. Пер­спек­тив­ным пред­став­ля­ет­ся при­ме­не­ние С. ф. т. в ра­дио­хи­мии, где СК-СО₂ пред­ла­га­ет­ся ис­поль­зо­вать с до­бав­ка­ми ор­га­нич. экс­т­ра­ген­тов для из­вле­че­ния в фа­зу СКФ ком­плек­сов ра­дио­ак­тив­ных ве­ществ с экс­т­ра­ген­том. Этот при­ём мо­жет быть ис­поль­зо­ван для уда­ле­ния ра­дио­ак­тив­ных за­гряз­не­ний со спец­оде­ж­ды (т. н. сверх­кри­тич. хим­чи­ст­ка).

Не­смот­ря на дос­та­точ­но слож­ное обо­ру­до­ва­ние, не­об­хо­ди­мое для по­лу­че­ния СКФ, С. ф. т. наи­бо­лее близ­ки совр. тен­ден­ции «зе­лё­ной» хи­мии, ко­то­рая под­ра­зу­ме­ва­ет ис­поль­зо­ва­ние тех­но­ло­гич. при­ё­мов, обес­пе­чи­ваю­щее мак­си­маль­но бе­реж­ное от­но­ше­ние к ок­ру­жаю­щей сре­де.