Нефть с давних времен — источник получения различных нефтепродуктов, имеющих широкий состав и спектр применения. Черное золото способно залечивать раны, сохранять свежесть продуктов, дарить тепло нашему телу и продлевать жизнь вещам вокруг. Каким образом? Об этом рассказали ученые кафедры химических технологий Пермского Политеха.
О применении нефтепродуктов в лекарственных средствах рассказала кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Екатерина Баньковская.
Исследования физико-химических и лечебных свойств нефтей были впервые проведены академиками в 1920-е годы. Выяснилось, что препараты на основе нефти из Нафталанского месторождения (Азербайджан), а именно мази, линименты (напоминают жидкие мази) и пасты, оказывают рассасывающее, дезинфицирующее и некоторое обезболивающее действие, помогают бороться с клещами. Лекарства из нафталанской нефти с парафином и петролатумом наружно применяют при кожных заболеваниях, воспалении суставов и мышц, ожогах, невралгиях. Имеются данные об эффективности препарата с нафталановым маслом против стоматологических заболеваний.
Нефть и лекарства
Ученые Пермского Политеха установили, что сеноманские нефтяные залежи Западной Сибири также обладают лечебными свойствами. Добываемые там нефть и нефтепродукты можно использовать в лечении ножевых и огнестрельных ран, кожных заболеваний, а также болезней периферической нервной системы.
Такие продукты переработки нефти, как вазелин и вазелиновое масло, используют в качестве компонентов мазевых основ или самостоятельных лечебных средств. Вазелин получают сплавлением нескольких нефтепродуктов — церезина, парафина, петролатума и нефтяных масел. Он оказывает смягчающее действие, обладает защитными свойствами: проникая в кожу, он восстанавливает ее барьерную функцию и борется с кишечной палочкой и золотистым стафилококком.Широкое распространение получили лекарственные препараты с индивидуальными веществами, полученными из нефти. Мазевая композиция, содержащая 20-30 процентов нафталина, обладает противоожоговым действием. Резорцин, производное ароматического углеводорода, проявляет противовоспалительное и противомикробное действие, способствуют отшелушиванию кожи, восстановлению ее рогового слоя, а также является местным анестетиком.
Нефть и еда
Жевательная резинка состоит, в первую очередь, из жевательной основы. Раньше ее изготавливали из природных каучуков, таких как сгущенный и несгущенный латекс, гваюла (вечнозеленый кустарник, который в прошлом широко культивировали для добычи натурального каучука) и природные смолы. В наши дни жевательную основу делают из синтетических полимеров. Эластичность жвачке придают эластомеры, которые получают из искусственных каучуков, которые являются нефтепродуктами, рассказывает Екатерина Баньковская.
Натуральная ваниль нуждается в специальной технологии опыления цветков, а также сушке и сохранении стручков. Чаще всего ее выращивают в Мексике и на острове Мадагаскар. Все это делает ваниль дорогостоящим продуктом. Синтетический ванилин намного дешевле. Для его производства нефть подвергают ректификации — разделению на светлые и темные нефтяные фракции. Термическим разложением из светлой бензиновой фракции получают бензол. Далее путем химической реакции с алкильной группой и окислением в несколько стадий получают ванилилминдальную кислоту, а продукт ее окисления декарбоксилируется (реакция отщепления углекислого газа) с образованием ванилина.
О пищевом парафине рассказал Антон Ширкунов, кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ. В пищу этот вид парафина не употребляют, его используют для пропитки продуктовой упаковки. Оберточную бумагу для пищевых продуктов покрывают парафином, чтобы она не размокла от влаги и жира. Им также покрывают поверхность сыра, фруктов и ягод, чтобы дольше сохранить их свежесть. Пищевой парафин получают из нефтяных масел. Он проходит глубокую очистку от примесей, в конечном продукте остаются практически чистые нормальные (линейные) алканы — углеводороды с одинарной связью. Интересным моментом является то, что на пути производства данного продукта не происходит сложных химических реакций, а только последовательное разделение алканов по температурам кипения, с дальнейшим выделением и очисткой нужного класса.
«Чистые высокомолекулярные алканы не приносят человеку вреда, что позволяет использовать пищевой парафин в упаковке продуктов. Он не всасывается ни через кожу, ни при попадании в желудочно-кишечный тракт. Проблемы для здоровья могут вызывать примеси в нем тяжелых ароматических углеводородов, именно поэтому для получения пищевого парафина требуется специальная очистка», — отмечает Антон Ширкунов.
Нефть и косметика
О свойствах нефтепродуктов, используемых в косметических средствах, рассказала Юлия Рожкова, доцент кафедры химических технологий Пермского Политеха и автор блога Intelligent Cosmetics.
Парафины широко используются в производстве косметики, поскольку оказывают увлажняющее и смягчающее действие. Наиболее известные фракции косметических парафинов — это минеральное масло, вазелин (про него мы написали выше), церезин (минеральный воск). Эти вещества используют в продуктах на эмульсионной основе — в кремах, в декоративной косметике, а также в продуктах на масляной основе, например, в массажном масле, гидрофильном масле для умывания, помаде, карандаше для губ, глаз и бровей.
Еще один пример использования продукта нефтепереработки — это полиэтиленгликоли (PEG). Соединения этого ряда добавляют в косметические моющие средства — они позволяют собрать загрязнения и вместе с водой удалить их с кожи. В целом, поверхностно-активные вещества в косметике используют в качестве эмульгаторов, антисептиков, моющих добавок, сорастворителей.
Косметику зачастую тоже делают из нефтепродуктов / © Getty images
Растворители применяют в основном в декоративной косметике: духах, лаках для ногтей, туши для ресниц. Эти продукты требуют быстрого изменения консистентного состояния. Среди растворителей наиболее распространенными являются дипропиленгликоль и изопропилмиристат — тоже продукты нефтепереработки.
Силиконы образуются в результате синтеза продуктов реакции кремния с алкилхлоридами, чаще всего — метилхлоридом, который получают из нефти. Силиконы придают коже бархатистость за счет формирования тонкой пленки, которая «приглаживает» роговые чешуйки кожи и препятствует трансэпидермальной потере влаги.
«В целом, нефтедобывающая отрасль дала толчок к развитию косметической отрасли. Благодаря применению продуктов нефтепереработки в технологии производства косметики, она стала доступной для широкого круга покупателей за счет относительной дешевизны и распространенности», — отмечает Юлия Рожкова.
Нефть и одежда
Синтетические ткани получают путем полимеризации — это химический процесс соединения большого количества исходных молекул мономера в макромолекулы полимера. Мономеры, как правило, изготавливают из нефтяного газа, получаемого при добыче нефти из скважины, и из светлых нефтяных фракций: бензина и, например, этилена, пропилена и бутена — газов, извлекаемых при глубокой обработке нефти.
Об этом рассказал ассистент кафедры химических технологий Пермского Политеха Александр Долгих.
Полиэстер — обобщенный термин, который применяют для обозначения тканей и иных материалов, изготовленных из полиэфирных волокон различных нефтепродуктов. Полиэстер можно получить в результате реакции между этиленгликолем и терефталевой кислотой, их добывают из нефти. Купальники, нижнее белье, сумки, сапоги, колготки с лайкрой, термобелье, спортивную одежду — все это делают из полиэстера. Этот материал плохо мнется, характеризуется хорошей теплостойкостью, устойчив к загрязнениям, истиранию и органическим растворителям. Также полиэстер хорошо закрепляет форму при нагревании, из-за чего широко применяется при изготовлении тканей крэш — жатого материала с долговечными складками и заломами.
Флис также производят на основе полиэфиров, получаемых из нефти, добавляет эксперт ПНИПУ Антон Ширкунов. Самым распространенным полиэфиром является полиэтилентерефталат (ПЭТФ), из которого также делают пластиковые бутылки. В сравнении с аналогичными вещами из натуральных тканей, синтетические обладают рядом существенных преимуществ: высокой прочностью и износостойкостью, легкостью и долговечностью, гидрофобностью и гипоаллергенностью.
Флисовая одежда незаменима в туризме / © Getty images
«Немаловажным моментом является и возможность вовлечения в производство синтетических материалов повторно переработанного пластика. Это способствует снижению негативного воздействия на окружающую среду», — добавляет Антон Ширкунов.
Нейлон — это синтетический материал, который получают из бензола, выделенного из нефти, либо в результате переработки нефтяных газов. Нейлон отличается прочностью и мало мнется. Он не восприимчив ко многим химическим веществам, способным повредить, например, шелк. По словам Александра Долгих, нейлон хорошо тянется и практически не рвется. Интересно, что сама ткань отличается небольшим весом и гигиеничностью, поскольку этот материал не подходит для развития микробов и микроорганизмов.
В производстве обуви повсеместно используют резину. В настоящее время для ее получения существует множество видов сырья, в том числе нефтепродукты: 1,3-бутадиен, например. Стоит также отметить, что сера на нефтеперерабатывающих предприятиях является побочным продуктом и зачастую находит свое применение именно в процессах производства резины. Этот материал обладает низкой теплопроводностью и высокой прочностью, а также является хорошим электроизолятором. Она водонепроницаема, устойчива к агрессивным средам, отмечает эксперт ПНИПУ.
Пластик у вас дома. Есть ли опасность?
Пластик в наше время используется повсеместно: посуда, детские товары и игрушки, зубные щетки, сантехника, телевизоры, компьютеры и многое другое.
«Сырье для получения пластиков и технология их производства всегда оптимизируются, в том числе с точки зрения безопасности получаемых продуктов. Для полимеров, используемых в быту, также особую важность приобретает их инертность и долговечность», — рассказывает кандидат технических наук Антон Ширкунов.
При производстве игрушек тоже используют нефтепродукты / © Getty images
Долговечность достигается за счет выбора подходящей химической структуры полимера и технологии его производства, исключающей вредные примеси. Всем пластикам в той или иной мере присущи газонепроницаемость, высокая инертность и стабильность к окислению. Это практически исключает любое воздействие данных материалов на пищевые продукты и на здоровье людей. В отличие от ряда природных материалов полиэтилен и полипропилен, к примеру, являются гипоаллергенными. Поэтому такие пластики получили широкое распространение в быту, в том числе и при производстве посуды и игрушек. Изделия из пластика пищевого класса обязательно помечаются как «пищевой пластик». Такой полимер не будет оказывать негативного воздействия на здоровье.
Нефть используется практически повсеместно — в пище, лекарствах, одежде, бытовой технике. В прошлом замена натуральных компонентов синтетическими позволила сделать многие вещи доступнее для потребителя, что значительно упрощает жизнь и в наши дни. Области применения нефти и нефтепродуктов обширны, исследования по этому направлению продолжаются.
Заглавное фото: Духи, термобелье и жвачка: что делают из нефти / © Getty images
