Статьи

От идеи до завода

29 марта 2012 Рубрика: Новости организаций, Продукция, Производство Ключевые слова: полимерные нанокомпозиты

В городе Карачев Брянской области состоялся запуск первого в России производства наносиликатов и полимерных нанокомпозитов с их применением. На открытие ЗАО «МЕТАКЛЭЙ» приехали глава РОСНАНО Анатолий Чубайс и губернатор Брянской области Николай Денин.

Это не удивительно, потому что «МЕТАКЛЭЙ» — их общее детище. Администрация выделила землю и обеспечила развитие инфраструктуры. РОСНАНО выделил 1,1 млрд рублей из тех 1,9 млрд , которые «стоит» проект (кстати, это один из пяти работающих проектов, запущенных РОСНАНО в области наноструктурированных материалов). Об условиях финансирования проекта в РОСНАНО предпочли умолчать. Оставшиеся 0,8 миллиарда распределились так: 315 млн — заемные средства, 460 — млн средства заявителя проекта, которым выступил генеральный директор компании «МЕТАКЛЭЙ» Сергей Штепа.

Для Брянской области этот проект весьма выгоден. Губернатор Николай Денин особо отметил его социальную значимость: «Уже создано 164 новых рабочих места, а всего их будет 190». Работники «МЕТАКЛЭЙ» получают в среднем 34 тысячи рублей в месяц, что для региона весьма неплохо. Губернатор отметил, что, благодаря этому проекту, Карачев вошёл в программу развития моногородов и уже получил не один десяток миллионов рублей в бюджет.

Листки и бусины

Технология получения полимерных нанокомпозитов разработана российскими учеными. Научным руководителем проекта является Евгений Антипов, профессор МГУ имени М.В. Ломоносова. Он собрал коллектив из ученых, работающих в ведущих научных организациях страны: Институте нефтехимического синтеза имени А.В.Топчиева РАН, Московском государственном университета имени М.В.Ломоносова и Российском химико-технологическом университете имени Д.И.Менделеева.

Евгений Антипов рассказал корреспонденту НОР, что с «легкой руки» директора института нефтехимического анализа РАН Николая Платэ с 2000 года его лаборатория получила новейшее направление в области полимерного материаловедения — создание нанокомпозиционных материалов на основе полимеров с частицами глины внутри.

«Глина, как стопка бумаги, состоит из отдельных «листков» нанопластин. Их размеры (ширина и длина) могут быть микрон и более, но толщина — один нанометр, — рассказывает профессор Антипов. — Вода, с ее полярными молекулами, проникает между «листочками» и раздвигает стопку тактоида, который набухает, увеличивается в размере. Может случиться так, что «листочки» потеряют связь друг с другом, и нанослои распределятся в полимере. Но, даже если они только раздвинулись, между ними можно провести длинную макромолекулу, которая нанизывает кусочки глины, как бусины на нитку».

Зачем это нужно? Дело в том, что изначальные свойства полимеров, как правило, потребителя не устраивают: хочется подешевле, потверже, чтобы не горели, хорошо держали форму и много еще чего. Ученые пытались решить вопрос, добавляя в них различные наполнители, но это мало помогало, потому что, когда вводишь неорганические вещества в органический полимер, в полимерной матрице образуются дефекты, которые приводят к разрушению изделия при ударе или нагрузке.

Ученый коллектив под руководством Антипова разработал технологии, которые позволяют заблокировать фазовое расслоение. Если по-русски, — полимерная макромолекула прошивает несколько десятков частиц натриевого монтмориллоннита, в результате модуль (то есть жесткость) возрастает в несколько раз, прочность — на 30–50%, при этом эластичность не теряется.

«Пионерами были не мы, а фирма Тойота, — говорит профессор Антипов. — Но они взяли найлон-6, полярный полимер, который (по аналогии с водой) «залезал» между слоями монтмориллонита спонтанно, т.е. сам. А мы работали с неполярным полиэтиленом, но достигли тех же результатов, что, образно говоря, является достижением самого «высшего пилотажа». Оказалось, что как только частицы распадаются на отдельные пластины, у композиционного материала появляются особые свойства, резко возрастают барьерные свойства, например, газонепроницаемость. Это важно, в частности, при создании пластиковых упаковок, негорючих деталей для самолетов и многого другого».

По словам Антипова, по данной тематике был оформлен ряд патентов, опубликовано множество статей — в основном в российской научной периодике. Многочисленные тезисы докладов на конференциях размещены в интернете. Последнее сыграло ключевую роль в судьбе разработки. «Года четыре назад ко мне в кабинет зашел молодой человек, представился коммерсантом, который «вычислил» по интернету мои работы. Он предложил вместе построить завод», — продолжает профессор Антипов. Этим «молодым человеком» оказался управленец с 20-летним стажем, кризисный управляющий Сергей Штепа.

Поначалу посетителя чуть было не приняли за сумасшедшего, но скоро подозрительное отношение изменилось. Профессор с сотрудниками засели за работу и через некоторое время был готов объемистый том — комплект документации для заявки на проект в РОСНАНО. Через год (а это, заметим, очень небольшой срок) проект был одобрен, а еще через полтора был построен завод.

Все это глина

Что будет выпускать «МЕТАКЛЭЙ»? Продукция делится на четыре блока, и в каждом — своя линейка продукции.

«Первый блок, ключ ко всему — это высококачественная глина, — говорит Евгений Антипов. — Поначалу для создания нанокомпозитов в лаборатории мы закупали американскую, но вскоре сумели создать свой продукт». Оказывается, выгодное для разработки месторождение натриевого монтмориллоннита (так на научном языке называется требуемый вид глины) — редкость, т.к. его содержание низкое, порода, как правило, «грязная». Но для «МЕТАКЛЭЙ» практически любое месторождение разрабатывать выгодно, потому что завод, благодаря собственной уникальной разработке, обладает дешевой технологией очистки, которая позволяет выпускать глину 99% чистоты. Она идет в парфюмерию и виноделие, буровые растворы для нефтедобычи, это прекрасный сорбент. Наконец, она используется на исследовательские цели.

Второй блок продукции — глина модифицированная, пригодная для смешения с полимерами. «Чтобы из органофобной глина стала органофильной, нужны поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые как бы «засасывают» цепи полимера в межслоевые галереи монтмориллонита, — говорит ученый. — Причем под каждый полимер ПАВ приходится подбирать индивидуально. Мы взяли самые крупнотоннажно выпускаемые полимеры и решили для них проблему подбора ПАВ».

Третий блок — суперконцентраты с содержанием глины до 70% (полуфабрикаты), выгодные в перевозке. Потребителю остается только добавить к такому мастербатчу полимер, доводя концентрацию нанонаполнителя до требуемой, размешать — и все, нанокомпозит готов.

И, наконец, четвертый блок — собственно нанокомпозиционные материалы. Причем, по заказу потребителя, с теми или иными нужными свойствами:

  • повышенной ударной прочностью;
  • пониженной газопроницаемостью;
  • негорючестью;
  • продлением срока эксплуатации материала;
  • уменьшением количества используемых ингредиентов;
  • увеличением стойкости к растрескиванию;
  • уменьшением текучести материала;
  • равномерным нанесением покрытий;
  • устойчивостью к УФ-излучению.

О тех материалах, на которые уже получены заказы, стоит рассказать подробнее.

Метален АПЭ-1 — адгезив на основе полиэтилена для покрытия стальных газопроводных труб. Специально разработан для связывания эпоксидного антикоррозийного слоя и наружного полиэтиленового слоя в трехслойном покрытии труб. Его особые свойства: срок службы труб до 60–80 лет, — при том, что срок службы обычных изоляционных материалов для труб составляет не более 30 лет. Стойкость к растрескиванию под напряжением наружного слоя не менее 2000 ч, площадь катодного отслаивания после испытаний при 600°С не более 1 см2.

Силанольносшиваемые композиции — компаунды, состоящие из полиэтилена и концентрата катализатора. Применяются в качестве изоляции самонесущих изолированных проводов для низковольтных сетей, а также в качестве материала для изготовления трубопроводов систем горячего водоснабжения и труб для «теплых полов». Обеспечивают высокое качество изоляции кабеля: стойкость к воздействию агрессивных факторов, высокие физико-механические свойства, блеск поверхности.

Термоэластопласты — термопластичные полимерные материалы, сочетающие в себе технологичность термопластов, а также упругоэластичность резин. Применяются для производства прокладок-амортизаторов рельсовых креплений железнодорожного пути, а также в кабельной промышленности для внутренней изоляции проводов, в автомобильной промышленности, в жилом строительстве для производства уплотнителей пластиковых оконных рам, в электротехнике и быту для изготовления соединительных деталей.

Не содержащая галогенов самозатухающая полимерная композиция — применяется для изоляции кабеля с повышенными требованиями пожаро-безопасности. Сфера применения — атомные электростанции, сети с высокой нагрузкой, сети стратегического значения. «МЕТАКЛЭЙ» выводит данный материал на российский рынок впервые. В отличие от существующих материалов для изоляции негорючего кабеля, этот не выделяет ядовитых газов при пожаре.

Органомодифицированный силикат МЕТАМОН для производства сверхтехнологичного слоя пищевой упаковки. Он обеспечивает продление срока годности продуктов, газонепроницаемость и влагонепроницаемость.

Разработаны органомодифицированные полимеры для производства прокладок-амортизаторов для рельсовых креплений железнодорожного пути, налаживается их выпуск. Столь же успешно идет «запуск» высокотехнологичного наносиликатного материала для пищевой упаковки, значительно продляющей срок хранения продуктов питания. Еще одна важная сфера применения продукции предприятия — кабельная промышленность: «МЕТАКЛЭЙ» ведет разработки в данной области последние два года. Выбор данного направления обусловлен возрастающими требованиями к пожаробезопасности электротехнических изделий, ростом потребления антипиренов, а также необходимостью улучшения потребительских свойств кабельной продукции. Способность наносиликатов повышать огнестойкость полимеров нашла свое практическое применение, в частности, при производстве изоляционных кабельных композиций.

По словам генерального директора ЗАО «МЕТАКЛЭЙ», производство полимерных нанокомпозитов осуществляется на современных европейских экструзионных установках осциллирующего типа, которые повышают свойства готовых материалов за счет обеспечения высокого уровня однородности при смешивании компонентов. Эти установки были закуплены у известных компаний и фирм, таких как BUSS AG (Швейцария), Gamma Meccanica (Италия) и Berstorff Германия).

Настоящее и будущее

Новый завод на первом этапе будет выпускать 15.000 тонн полимерных нанокомпозитов в год. Ожидается, что после выхода предприятия на проектную мощность в 2014 году, объем производства составит 25.000 тонн наносиликатов (то есть модифицированной глины) и 50.000 тонн полимерных нанокомпозитов в год, а объем выручки превысит 5 млрд рублей. На первом этапе или в 2012 году, основываясь на заключенных контрактах на поставку продукции, объем производства составит 30% от проектной мощности оборудования, в 2013 году объем загрузки мощностей возрастет до 60–70%, а выход на полную проектную мощность к 2014 считается окончательным этапом. К 2014 году примерно 80% продукции в денежном выражении придется на полимерные нанокомпозиты.

В качестве партнеров «МЕТАКЛЭЙ» заявил «Газпром», РЖД, кабельные холдинги. «Газпром» и РЖД — это надежные рынки сбыта. Они способны обеспечить на первых порах стабильные финансовые поступления, которые позволят «МЕТАКЛЭЙ» рассчитаться с долгами.

«Мы сотрудничаем с этими гигантами на совершенно рыночных условиях, — заверил корреспондента НОР Сергей Штепа. — Мы предложили наши нанокомпозиты по более низкой цене, чем американские поставщики, и их удовлетворяет наше качество. Ни о каком «госзаказе» речи не идет».

По словам Ольги Пяткиной, менеджера по продажам, «МЕТАКЛЭЙ» первый начинает призводить термоэластопласты для кабельной промышленности в качестве заменителя резины. Они имеют несомненные преимущества: технологичность (короткий цикл производства, простота оборудования); безотходность и возможность вторичной переработки; меньшую плотность — соответственно из 1 кг ТЭПа можно получить больше продукции, чем из 1кг резины; морозостойкость до -65°С. По словам г-жи Пяткиной, основными конкурентами можно рассматривать Elastron (Турция) и Alpha Gary (США).

Игорь Степанюк, руководитель проекта разработки термоэластопластов, рассказал, что те материалы, которые «МЕТАКЛЭЙ» предложил РЖД, аналогов пока не имеют.

«Это наши собственные разработки, которые будут применяться вместо полиуретанов для изготовления деталей верхнего строения железнодорожного пути, — пояснил Игорь Степанюк. — Мы выиграли тендеры и заключили прямые договоры на поставку предельно долговечных прокладок-амортизаторов рельсовых креплений (есть еще обычные и долговечные), которые будут использоваться на самых загруженных и высокоскоростных участках железнодорожных магистралей: на Забайкальском и Сочинском направлениях, в Хакассии, а также по пути следования «Сапсанов». Если говорить об импортозамещении, то, по словам Игоря Степанюка, термоэластопластам предстоит бороться с дорогими полиуретанами австрийского производства».

Явелин Беров, заместитель генерального директора по наносиликатным композитам, отметил, что буквально на днях будет получено окончательное заключение от ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (в июле 2011 года уже было получено положительное заключение ООО «Газпром ВНИИГАЗ» на материалы для защиты от коррозии газопроводных труб большого диаметра), в скором времени ожидается аналогичное заключение от «Транснефти». По словам Берова, материалы, которые «МЕТАКЛЭЙ» предлагает своим партнерам, конкурируют по качеству с таковыми известных фирм Dupont, Total, Borealis и некоторых других, а цены соответствуют по уровню среднеевропейским.

Как видит будущее предприятия его гендиректор? По его словам, нанокомпозиты — это неисчерпаемое поле для развития.

«Для нас важно, что еще перед запуском производства, мы открыли самую современную лабораторию. Четыре ее отдела (инновационных технологий, аналитических исследований, масштабирования и физико-механических испытаний) позволяют нам обеспечить весь жизненный цикл научных разработок: от идеи до исследования свойств готового материала и выпуска пробных партий», — подчеркивает Сергей Штепа.

По словам профессора Антипова, в области создания нанокомпозитов на основе монтмориллонита российские ученые опередили своих зарубежных коллег. «У китайцев есть кое-какие похожие разработки, — пояснил он. — Но по качеству их материалы отстают на порядок от наших».

Но не только с нанокомпозитами связано будущее «МЕТАКЛЭЙ». «Наносиликаты, — это уникальный продукт, — считает Сергей Штепа. — Ближайшие 10–15 лет мы будем заниматься ими очень и очень плотно».

Ольга Редичкина

Источник:

  • Нанотехнологическое общество России

Ссылка:

Дополнительные материалы:

Карточка организации:

Карточка проекта:

Регион:

Добавить комментарий

  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6