Состояние и перспективы разработки и производства синтетических полимеров Министерство образования и науки российской федерации Кабардино-Балкарский Государственный Университет им. Х.М. Бербекова

1839: C.Goodyear разработал процесс вулканизации 1907: Разработан первый синтетический полимер - бакелит 1934: произведены нейлон и тефлон 1860: Рождение полимерной индустрии – изготовление целлулоида – первого сделанного человеком термопласта Полимеризационные полимеры: ПВХ, ПММА, ПС, ПЭ Конденсационные полимеры ПЭТ, ненасыщенные полиэфиры Катализаторы Циглера- Натта - Разработка новых методов производства - Расширение ассортимента добавок, новые катализаторы - разработка новых сложных структур, например нанокомпозитных биодеградируемые материалы ИСТОРИЯ ПЛАСТИКОВ 2006 – 245 млн т млн т 2008 – 245 млн т 2009 – 230 млн т Постоянный рост объемов производства пластиков Единственное падение производства – кризис 2007 г Мир Европа

МИРОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ПЛАСТИКОВ в 2007 – 2015 г.г.

Заводы по производству пластиков в Китае, запускаемые в KMT/Y = тыс.т/г Полимерная отрасль в Китае Мощности по производству полимеров: 47 млн.т Прогноз на 2015: 82,5 млн.т

Объемы производства базовых полимеров Структура потребления термопластичных полимерных материалов в РФ в 2009 г. Полимерная отрасль в России Области применения

аморфные частично-кристаллические Стандартные пластики Конструкционные термопласты TI = °C Высококачественные полимеры Тэ > 150 °C 100 °C 150 °C Capability by Temperature Index by Underwriter Laboratories, USA > 2,000 евро/т > 4,000 евро/т > 10,000 евро/т ПЭЭК фторопласты ЖК-полимеры ПФС ПФА ПА 46 ПЭТ (Injection) ПБТ ПОМ ПА 6 ПА 66 ПП ПЭНД ПЭВД л-ПЭВД ПИ ПАИ ПЭИ ПЭС ПСф мод.ПФО ПК ПММА ПА 11 ПА 12 АБС, САН САН ПСВ ПС ПЭТ (Bottle grade) ПВХ ПИРАМИДА ТЕРМОПЛАСТОВ Классификация по структуре, свойствам и стоимости (Полимеры с высокими эксплуатационными Характеристиками) 90%

НЕКОТОРЫЕ ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

Сравнение с зарубежными аналогами Свойства Предлагаемая продукцияЗарубежный аналог Уровень предлагаемой продукции Текущие характеристики Наименование Наноком- позитный ПБТ В-1000В-2000Crastin CE1085 Хайтре л 6356 Хайтре л 5556 Предел текучести при растяжении, МПа Превышает Модуль упругости при растяжении, ГПа 2,92,62,22,72,32,0 Превышает Относительно е удлинение при разрыве, % На уровне Плотность, г/см 3 1,291,261,21,311,221,20 -

ФРАКЦИЯ С4 БУТАНДИОЛ НО-СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -ОН [О][О] н-БУТАН СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 3 п-КСИЛОЛ МАЛЕИНОВЫЙ АНГИДРИД ТЕРЕФТАЛЕВАЯ КИСЛОТА НЕФТЬ другое СЫРЬЕВАЯ БАЗА

ПРИМЕНЕНИЕ МАЛЕИНОВОГО АНГИДРИДА g-БУТИРОЛАКТОН ТЕТРАГИДРОФУРАН МАЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА БИС-МАЛЕИМИД АДДИТИВЫ, КОМПАТИБИЛИЗАТОРЫ Используются для совмещения полимеров Используются в органическом синтезе, в производстве лекарственных и душистых веществ Используется как растворитель. Сырьё для получения уретановых каучуков Используется для для производства винной и яблочной кислот, алкидных смол, ПАВ, полимерных материалов, фумаровой кислоты Используется как мономер для получения полиимидов ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА СЫРЬЯ

CO СИНТЕЗ ПОЛИКАРБОНАТА + +nn +2n n HO

где РАДИКАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ В РЕАКЦИИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ РАЗВИТИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ПОЛИМЕРНОЙ ХИМИИ В КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Образуются катион-радикал ТЭА, бензоильный радикал и анион диана. Первые два составляют пару, в которой возникает химически индуцированная поляризация ядер. Выход из клетки Рекомбинация Рекомбинация бензоильного радикала с катион радикалом ТЭА дает ион четвертичной аммониевой соли, который легко реагирует с анионом диана. Этот путь можно рассматривать как нуклеофильный поток реакции. (Микитаев А.К., Ацканов А.М., Коршак В.В. Радикальный механизм в реакции низкотемпературной поликонденсации//Доклады АН, серия химическая. Т.2, 6, С ).

Исследован ряд олигоэфиров, полиэфиров, сополиэфиров и блок- сополиэфиров на основе производных хлораля, диаллилдиана, ди- и полигалоид-содержащих ароматических и фосфорсодержащих соединений. Работы по созданию высокопрочных термостойких полимерных материалов с использованием в качестве исходных мономеров некоторых продуктов утилизации хлораля и ДДТ Проведен цикл работ посвященный созданию эпоксидных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками Разработаны научные основы синтеза имидсодержащих полимеров и композиционных материалов на их основе с улучшенными эксплуатационными и технологическими свойствами Проведены работы по модификации термопластов и получению на их основе нанокомпозитов с улучшенным комплексом свойств Модификация полимеров различного класса фосфорорганическими соединениями с циклогексильной группой у атома пятивалентного фосфора проф. Шустов Г.Б. проф. Хараев А.М. проф. Беев А.А. проф. Шаов А.Х. проф. Оранова Т.И. проф. Машуков Н.И.

Исследование закономерностей формирования структуры и свойств совместимых полимеров Разработка новых катионных полиэлектролитов Исследование кинетических особенностей и закономерностей образования катионных полиэлектролитов Разработка способов получения новых полиазометинэфиров с триарилметановыми фрагментами в основной цепи Изучены механизмы упрочнения полимерных нанокомпозитов с использованием современных физических концепций Разработка новых гуанидинсодержащих полимеров и нанокомпозитов на их основе проф. Борукаев Т.А. проф. Хаширова С.Ю. проф. Маламатов А.Х. проф. Лигидов М.Х. проф. Малкандуев Ю.А.проф. Бажева Р.Ч. Изучены ароматические олигоэфиры и сополиэфиры, содержащие дихлорэтиленовые и кетонные группы в основной цепи.

В настоящее время в КБГУ под руководством проф. Микитаева А.К. активно ведутся исследования, связанные с разработкой органо-неорганических полимерных нанокомпозитов, обладающих заданным комплексом свойств.

ДИНАМИКА НИР КАФЕДРЫ ЗА ПЕРИОД ГГ. ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям научно-технологического комплекса России Аналитическая ведомственной целевая программа Развитие научного потенциала высшей школы ( годы) Российский фонд фундаментальный исследований Реализация комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства по постановлению Правительства Российской Федерации от 9 апреля 2010 года N 218. ГК ГК ГК ГК 2.1.1/3612; РФФИ ГК ГК 13.G Разработаны слоисто-силикатные нанокомпозиты на основе : ПОЛИЭТИЛЕН ПОЛИПРОПИЛЕН ПОЛИБУТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ ПОЛИКАРБОНАТ ПОЛИАМИД-6 ПОЛИВИНИЛХЛОРИД

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ПО ВОЗРАСТНЫМ ГРУППАМ В РОССИИ И США Динамика численности занятых в НИОКР определялась такими тенденциями, как ухудшение возрастной структуры: снижение доли исследователей в возрастной группе до 40 лет и возрастание доли исследователей в группе старше 60 лет. В отличие от России, в США, например, наибольшую долю среди исследователей составляют исследователи наиболее активной возрастной группы (30-50 лет)

ВЫВОДЫ 1.Объем производства синтетических полимеров в мире к 2008 году достиг ~250 млн.т. В 2011 году после кризиса этот объем восстановился. 2.Рост объема производства крупнотоннажных полимеров составляют ~ 4% в год, общеинженерных пластиков – 6-8 %, тогда как рост объема производства специальных пластиков превышает % в год, также опережающе растет и объем производства нанокомпозитных полимерных материалов. 3.В мировом производстве синтетических полимеров Китай отличается опережающим темпом и в ближайшие годы займет 1-ое место по объему производства. 4.В Российской Федерации объем производства синтетических полимеров мало изменился за последние 2 десятилетия и составляет менее 5 млн.т. в год, что свидетельствует о слабом влиянии государства на политику промышленного производства полимеров.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ 1.Считаю необходимым перейти от политики полного рыночного регулирования к государственной политике планирования опережающего роста производства синтетических полимеров и композитных материалов на их основе и обеспечить к 2020 году объемы производства млн.т. Это возможно и это выгодно. 2.В соответствующих перспективных планах добычи и потребления нефти и газа необходимо запланировать объемы для глубокой переработки, в целях обеспечения необходимых для опережающего роста объемов производства мономеров и полимеров. 3.При этом уделить особое внимание организации производства специальных марок полиолефинов, инженерных пластиков (таких как полиарилаты, ароматические полиамиды, полиимиды, полисульфоны, ароматические полиэфиры, полифениленсульфиды, полиуретаны, полиэфиркетоны и т.д.). Также целесообразно сконцентрировать внимание на производстве композитов с пониженной горючестью, композитных и нанокомпозитных полимерных материалов, производстве антипиренов и других модифицирующих добавок к полимерам. 4.С целью сотрудничества в вышеуказанных направлениях между ГНУ ФГУП ВИАМ и КБГУ заключены договоры, к которым будут приглашаться и другие организации и научные коллективы. Часть вырабатываемых предложений будет передаваться правительству РФ. 5.Остается актуальным мое предложение на прошлогоднем форуме о восстановлении химического машиностроения и создании отрасли машиностроения по переработке пластмасс (экструдеры, смесители, термопластавтоматы и др.)

Благодарю за внимание! Тел: