Историческая справка
Близость обоих ученых, удостоенных Нобелевской премии по химии, к крупным концернам ("Хехст" и "Монтекатини") позволила чрезвычайно быстро масштабировать разработанные процессы и материалы в крупнотоннажные технологии. В последние годы интерес к этим материалам еще больше возрос. Это обусловлено жестким требованием экологов к повышению безопасности полимерных материалов, обязательной утилизации отходов. Именно по этим показателям полиолефины оказались наиболее подходящими материалами вместе с ПЭТФ (полиэтилентерефталатом) по сравнению с такими традиционными пластиками, как ПВХ, полистиролы, АБС-пластик, полиуретаны и даже инженерные (технические) пластики. Особо следует сказать о судьбе любимых детей профессора Натта в СССР. Здесь по ряду причин они сразу же были зачислены в число нелюбимых. Такое отношение сложилось в Отделе химии ЦК КПСС, Госплане, отраслевых министерствах. Полипропилен рассматривался главным образом как волокнообразующий материал для производства легких канатов. Как пластик его сравнивали с полиэтиленом. Преимущества ПП энтузиазма у переработчиков не вызывали, зато недостатки буквально выпирали: низкая морозостойкость (многие серьезно полагали, что при -6оС (температура стеклования) изделия из ПП просто разваливаются на куски). Высокая вязкость расплава и, как следствие, производительности литьевых и экструзионных машин по сравнению с полиэтиленом. Сложность переработки из-за меньшей термостабильности расплава. Необходимость создавать смеси и композиции ПП, что требует специальных знаний. В результате, мы к 1990 г. имели устаревшее производство ПП в Томске (лицензия Монтекатини), сильно устаревшее производство в Гурьеве (первая лицензия Монтекатини), 10 тысяч тонн в год отечественного ПП на МНПЗ. И это все. Была закуплена промышленная установка для Буденновска (точнее две), но они так и лежат в ящиках. Судьба ПП в СССР была загадкой для иностранных экспертов. Но еще загадочнее судьба ЭПДМ. Это дешевый, морозостойкий, озоно- и погодостойкий каучук нашел для себя две ниши в области применения: автомобилестроение и строительство. Кроме того, непрерывно возрастало его использование в смесях с ПП.
У нас была создана единственная промышленная установка в Уфе, выпускавшая около 1,5 тыс.т/год материала, значительно уступающего международному стандарту качества. Наши славные автомобилестроители долгое время отказывались применять полиолефины, они мечтали о нориле и других дорогих материалах. Наши резинщики считали ЭПДМ инородцем - для него нужно было специальное оборудование. Крайне нервно было воспринято появление на мировом рынке принципиально нового материала - термопластичной резины (ТПР), получаемой динамической вулканизацией смеси ПП + ЭПДМ. Этот материал выпускают в виде гранул как термопласты; перерабатывают литьем под давлением и экструзией на стандартных машинах (безотходная технология!). В температурном интервале -60 +150оС ТПР обладает свойствами резин. Она заменяет обычные РТИ, хотя стоит дороже. К 2000-му году ожидается, что 30 - 35% РТИ будет вытеснены ТПР. В СНГ ТПР не производят, хотя ИХФ РАН по заказу АО "Москвич" разработал технологию совместного с компаниями "Берсторфф" (машины) и "ЭНИКЕМ" (ЭПДМ). "Москвич" обанкротился, других желающих производить ТПР пока нет. Импортный материал типа "Сантопрен" стоит 3,5 долл/кг
Наступление полиолефинов и их смесей
Еще 20 лет назад академик Н.С. Ениколопов выступил с предложением усилить работы в области наполненных и модифицированных полиолефинов. Он считал, что эти материалы будут эффективнее ПВХ, АБС, ударопрочного полистирола и большинства инженерных пластиков (полиамиды и др.). Для этого было создано объединение "Норпласт", просуществовавшее 6 лет. Даже в руководстве этого НПО непрерывно шли споры о реальности поставленных академиком задач.
Между тем на Западе родилась концепция "жизненного цикла" полимеров. Автостроительные компании сосредоточили усилия на 100% рисайклинге автомобилей. Металл, стекло, шины, пластики. Многообразие пластиков встретило непреодолимые препятствия именно при утилизации отходов. Отсюда концепция унификации. ПП и ЭПДМ оказались базовыми материалами. К 1998 г. суммарная мощность заводов, производящих ПП, превысила 20 млн.т/год; потребление - около 18 млн.т/год. При этом ПП действительно начал вытеснять ПВХ, АБС, ударопрочный полистирол и даже ПЭВП.
Мировое производство ЭПДМ достигло 0,8 млн.т/год. ЭПДМ занял место среди крупнотоннажных СК: стиролбутадиенстирольных, полибутадиена, полиизопрена. Международный институт производителей каучука в свое время отверг прогноз роста потребления ЭПДМ на 7-8% в 1998 г, считая его слишком оптимистичным, и остановился на приросте 2,4%. Уже в первом квартале 1998 г. в Европе спрос на ЭПДМ вырос аж на 29% (!). Среднемировой рост спроса составил 13%. Это означает, что к имеющемуся мировому потенциалу производства ЭПДМ 800 000 т/год следует добавить ежегодно свыше 100 000 т/год. К 2000 году потребление достигнет 1 млн.т/год. Одновременно цена на 1 кг ЭПДМ выросла с 1,82 до 2,05 американских долларов. Ожидается, что цена будет расти, пока спрос - предложение не уравновесятся.
Чем обусловлен столь неожиданный рост потребления ЭПДМ?
Основные области применения ЭПДМ - это жилищное строительство, ТПР, и автомобильная промышленность. В строительстве ЭПДМ идет в качестве уплотнителя, гидроизоляционного и кровельного (рулонного) материала. Доля ЭПДМ, используемого для этих целей, составляет около 20%.
В производстве ТПР методом динамической вулканизации используют около 10% ЭПДМ. Прирост ежегодно составляет около 20% по выпуску ТПР. В 1997 г. было произведено около 600 000 т. различных смесей типа ТПО. Сюда израсходовали примерно 80 000 - 100 000 т. ЭПДМ. Следовательно, резкий рост потребления обусловлен спросом автомобилестроителей. Это действительно так. Уже несколько лет ведущие автомобильные концерны интенсивно работают над различными смесями, наполненными и модифицированными материалами на основе полиолефинов для замены других пластиков. 3 года назад ФИАТ продемонстрировал новую модель авто, где было 50 кг полипропиленовых деталей. 4 года назад 80% всех автомобильных бамперов по данным фирмы МОНТЕЛ изготовлялись из ТПО, т. е. различных смесей, сплавов и композитов на основе полиолефинов. Этот факт подвинул МОНТЕЛ и ФИАТ создать мобильную систему для переработки поврежденных бамперов на просторах Западной Европы. Специально оборудованные трейлеры стали разъезжать по европейским дорогам, собирать битые бамперы, тут же разрезать их на куски для более плотной упаковки и свозить в несколько центров, где бамперы перерабатывались в 6 типов литьевых материалов. Заметим, что из них не пытались изготовить новые бамперы, так как каждая фирма производит их по своей рецептуре. Объем ежегодной переработки битых бамперов превысил 25 тыс. тонн.
Полиолефиновый автомобиль
Уже много лет конструкторы и химики мечтают о легком, нержавеющем, ударопрочном автомобиле, точнее ее корпусе. Много было сделано, испробовано, отброшено. Поворот в сторону унификации всех пластиковых и резиновых деталей внутри и снаружи автомобиля произошел как-то неожиданно.
Автор помнит, как всего 7 - 8 лет назад конструкторы ВАЗ, ГАЗ, АЗЛК и др. презрительно морщились при упоминании о полипропилене: дешевый материал! Они мечтали о нориле, поликарбонате и других дорогих пластиках. На западе испытывали ТПР, а АвтоВАЗ заказывал в Германии линии по непрерывной вулканизации уплотнителей.
Сейчас мы с недоверием узнаем, что из ТПО и ПП делают практически все полимерное, что есть под капотом и в салоне. От искусственной кожи до молдингов. В отслужившем свой век автомобиле все пойдет в переработку - металл, стекло, пластики, шинная резина. Вот почему так вырос спрос на ЭПДМ!
Наши заботы
При общем тяжелейшем положении нашей промышленности ее химическая отрасль потеряла 70% своей мощности (данные 1996 г.). Потери в производстве и потреблении пластиков выглядят удивительно. Заводы с устаревшей технологией остановились. Но появились новые!
Два новейших производства полипропилена в Москве и Уфе общей мощностью 180 000 т/год. Добавим сюда еще завод в Лисичанске, ориентированный на российский рынок. Так ответила промышленность, освободившись от "руководства" Госплана, на перекосы планирования.
В Нижнекамске перестроили производство полиизопрена (ставшего ненужным из-за наплыва натурального каучука) на выпуск ЭПДМ. Качество материала уступает международному, но его интенсивно разбирают, особенно сейчас, когда ЭНИКЕМ - главный поставщик ЭПДМ на наш рынок, полностью переключился на обслуживание западного рынка.
Построено новое крупное производство ПВХ. Тот же Нижнекамск примеривается к покупке газофазного реактора типа ЮНИПОЛ для производства линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП), который у нас так и не появился, а в мире производится и потребляется уже в масштабе 12 млн.т/год. Буденновск хочет смонтировать газофазный процесс синтеза полипропилена. В Уфе снова хотят построить поликарбонат.
Еще удивительнее данные о среднедушевом потреблении пластиков населением. По этому показателю в Европе мы опережали только Албанию, предпочитая использовать повсеместно железо, керамику, стекло, дерево. Сейчас этот показатель вырос по данным НИИТЭХИМ в 2.5 раза по сравнению с 1990 г. Конечно, благодаря импорту авто, бытовой техники, строительных материалов. Но ведь это показатель емкости внутреннего рынка! После злосчастного дефолта августа 1998 года весь импорт подорожал в 3-4 раза. Открылась уникальная возможность для российских производителей занять освободившуюся нишу. Что для этого нужно?
1. Производить современные полимеры.
2. Уметь производить компаунды, смеси, сплавы, композиты, т.е. все то, что теперь называют "химическими смесями", ориентированными на узкоцелевое применение.
3. Располагать новейшим перерабатывающим оборудованием.
4. Знать рынок, понимать его требования, быть энергичным, напористым, работать с потребителем, быстро перестраиваться, владеть информацией. Другими словами, владеть всем тем, что называется современным менеджментом, т.е. именно тем, чему не учили в советское время и чему увы, многим не дано научиться.
Обратимся к фактам. Производство современного полипропилена есть, но производители плохо овладели купленным. Особенно не повезло гетерофазным сополимерам. До сих пор владельцы наших заводов не уяснили себе, что завод не может выжить в одиночку. В мире сейчас 150 современных заводов ПП. Все они входят в состав крупных многоцелевых компаний, располагающих мощными техническими центрами. В Европе родился международный концерн "Бореалис". Он объединил производства полиолефинов Скандинавии, Австрии, части Италии и Германии, Бельгии. Они производят 3,2 млн. т. полиолефинов. У них 3 мощных технических центра развития.
Пока наши директора разберутся со стратегией мирового развития и объединятся, организуют технические центры развития, они могут разориться, не выдержав конкуренции.
Химические смеси
У нас очень мало небольших фирм, способных профессионально заниматься этим сложным делом. Но такие есть. Например, малое предприятие ХИМПЛАСТ, отмеченное на Международной выставке переработки пластиков в Дюссельдорфе (1998).
Оно выиграло тендер АвтоВАЗа на поставку композита для изготовления бамперов, но отказалось от него, когда АвтоВАЗ предложил расплачиваться автомобилями (по известным всем причинам).
Оно создало очень интересный экологически чистый полиолефиновый композит для замены ПВХ в европейских окнах и амино-фенолформальдегидных смол в производстве кухонной и другой мебели.
Дело в том, что во всем мире крепнет движение за запрещение использования ПВХ и формальдегидных смол. Эти материалы выделяют вредные летучие продукты и особенно опасны в виде отходов при их сжигании. Сказанное относится и к столь привычному линолеуму и моющимся обоям.
ХИМПЛАСТ разработал из опилок и полиолефинов материал типа искусственное дерево. Этот материал замечателен тем, что перерабатывают его экструзией в бревна, доски, профили и т.п. Из него можно собрать дом.
ХИМПЛАСТ создал сплав ПП и ПЭ с теплостойкостью 150 оС и морозостойкостью -60 оС. Эта фирма готова разработать рулонные материалы и искусственную кожу на основе ПП + ЭПДМ. Кстати, именно ХИМПЛАСТ демонстрировал в Дюссельдорфе гранулированный ЭПДМ, который не слипается при хранении.
С современным оборудованием для переработки пластиков дело обстоит скверно. По данным НПО "Пластик" закрылось около 7000 предприятий из-за устаревшего оборудования. Новейшее оборудование, покупаемое за рубежом, стоит дорого. Малые предприятия жаждут лизинга. Для его организации нужна государственная помощь. Многое военные машиностроительные заводы пытаются освоить производство такого оборудования. Дай им Бог удачи!
Современный маркетинг - наша главная слабость. Ему можно обучиться только на молом предприятии, где доминирует старый лозунг: хочешь жить - умей вертеться. Помощи эти предприятия ни от кого не получают. Фонды их поддержки и другие Госструктуры ничего серьезного сделали. Чиновники до сих пор к ним враждебны, считая, что малое предприятие - это ремесленная мастерская.
Самореализация малых предприятий еще впереди. Пока они выживают по принципу "Каждый за себя". За рубежом их активно поддерживают прежде всего муниципальные власти за то, что они создают рабочие места и создают базу для налогообложения. Им выделяют за минимальную плату свободные помещения, дают льготные кредиты, создают центры переподготовки и обучения. Все это можно сделать и у нас. Именно с малых предприятий, обладающих гибкостью, мобильностью, не требующих гигантских капиталовложений, должна начать возрождаться промышленность. Когда это поймут руководители различных масштабов?
Мы уже пережили 8-ми летний период полного пренебрежения правительства к судьбе отечественной промышленности. Жили за счет экспорта нефти, газа и т.п. Эта эпоха закончилась дефолтом. Новое правительство провозгласило приоритет отечественной промышленности. Но как его реализовать, не имея инвестиций?
Взгляд в будущее
Поворот в сторону ускоренного развития рынка полиолефинов, который и так составлял 40% мирового рынка пластиков, должен быть нами осмыслен. Быстрая перестройка нескольких заводов СК на выпуск ЭПДМ дала бы многомиллионную прибыль на мировом рынке. Сырье в стране есть. Не хватает знаний. Но есть научный потенциал: ВНИИСК, ИХФ РАН, Институт катализа могут быть научными центрами.
Последние несколько лет все международные концерны, производящие полиолефины, увлечены разработкой нового типа катализаторов - металлоценов. Ежегодно проводят несколько научных конференций. Эти катализаторы позволяют тончайшим образом регулировать молекулярную структуру полиолефинов. Появляются новые свойства, расширяются обрасти применения. Уже есть заводы, производящие полиэтилен на этих катализаторах. "Хехст" перестраивает на них производство полипропилена. "Дюпон" уже два года осваивает на них производство ЭПДМ.
Самое любопытное: практически все ведущие исследовательские группы России, занимающиеся синтезом новых катализаторов, абонированы западными фирмами и работают по контрактам. Наши производители полиолефинов не проявляют никакого интереса, а ведь нужно не отставать, синтезировать новые материалы, изучать их свойства. Упустим время - опять останемся на обочине мирового прогресса с устаревшими технологиями.
Приложение
Аббревиатура термопластичных вулканизатов:
COPE - сополиэфир ТПР
E/S COPO - этилен/стирол сополимер
o-TPE - термопластичные эластомеры на основе олефинов
Phys blend TPO - термопластичные эластомеры-компаунды ПП и ЭПДМ
R-TPO - сополимерные ТПО, получаемые в реакторе
SEBS -стирол-этилен-бутадиен-стирольные ТПР, получаемые в реакторе
TPO - общее название невулканизованных олефиновых ТПР
F-TPV - полностью (>94%) вулканизованных ТПР
p-TPV - частично вулканизованные ТПР
TPU - термопластичные уретаны
m-PO металлоценовые полиолефины
IS-PU - интегральные полиуретаны
*Кроме ТПР с ПП матрицей появились ТПР на основе полиэфиров, ПС и даже ПВХ. Путем модификации матричного ПП получены ТПР, которые легко окрашиваются. Используют вспененные ПП.
Источник: Пластические массы
|
