Петербургские ученые разработали новую технологию получения синтетического каучука

В Санкт-Петербурге представлена разработка, способная «изменить судьбу отрасли» Технология промышленного выпуска синтетического каучука впервые в мире была разработана в Ленинграде в 1927 году. Производство первых партий проходило на специально построенном опытном заводе под руководством автора технологии, тогда еще профессора кафедры химии Военно-медицинской академии, Сергея Лебедева. Сегодня, спустя почти век, петербургские ученые вновь представили разработку, которая способна в очередной раз изменить судьбу отрасли. О революции в производстве синтетического каучука рассказал заведующий лабораторией ФГУП «Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени НИИ синтетического каучука имени академика С. В. Лебедева» кандидат химических наук Владимир Елфимов. Владимир Владимирович, правда ли, что до изобретения ленинградскими учеными синтетического каучука во всем мире использовался исключительно натуральный материал? Совершенно верно. В нашей стране были попытки получения каучука из одуванчиков, но делать это за разумные деньги и в промышленном масштабе оказалось достаточно тяжело и невыгодно. В мировой практике для этого в основном использовалось дерево бразильской гевеи. Но годовая производительность одного гектара гевеи до Второй мировой войны составляла всего 300 - 400 кг технического каучука. Понятно, что такие объемы не удовлетворяли растущие потребности промышленности. В СССР практически не было природных источников для получения натурального каучука. Более того, страна была долго изолирована от внешнего мира, и о зарубежных поставках не могло быть и речи. Поэтому и возникла необходимость получить синтетический каучук собственного производства. В 1926 году правительство СССР объявило конкурс на разработку промышленного способа синтеза каучука из отечественного сырья. Во всех газетах мира писали, что это сделать невозможно, как невозможно изобрести вечный двигатель. Но наши ученые задачу решили. В 1930 году на опытном заводе в Ленинграде была получена первая партия синтетического каучука по методу Лебедева. А спустя два года в Ярославле запустили первый в мире завод по производству синтетического каучука. В итоге с 1932-го по 1990 год Советский Союз был лидером по объемам производства в этой отрасли. При этом наверняка технология не стояла на месте? Изначально каучук производился по упрощенной технологии с современной точки зрения, и процесс был весьма взрывоопасным и экологически вредным. Естественно, что со временем он совершенствовался, в том числе с учетом опыта зарубежных специалистов, также работавших в данной области. К примеру, благодаря использованию знаменитого катализатора, созданного в 1955 году немцем Циглером и итальянцем Натта, процесс получения синтетического каучука был модернизирован. Температура его стеклования (затвердевания) приблизилась к возможностям натурального каучука выдерживать низкие температуры до минус 70 градусов. Если проще, то покрышки из каучука такого качества отлично выполняли свои функции даже при сильном морозе, не трескаясь, как это было ранее. А в 1990-х все эти передовые производства постигла участь всеобщего развала? После распада СССР финансирование предприятий по выпуску каучука прекратилось. Оборудование, содержащее драгметаллы (серебро и золото), варварски разламывали. Самым востребованным по тем временам товаром был бензин, поэтому все сырье использовалось исключительно для его производства. С точки зрения «быстрых денег» каучук никому не был интересен, кроме узкого круга специалистов и энтузиастов своего дела. Затем стали появляться иностранные инвесторы, скупавшие акции крупных российских предприятий. Яркий пример - отечественный флагман Нижнекамский нефтехимический комбинат, который в лучшие времена выпускал по 500 тысяч тонн изопренового каучука в год. Сегодня часть его акций принадлежит иностранцам. В каких областях промышленности находит применение каучук в наше время? Основные сегменты потребления каучуков общего назначения - это автомобильная промышленность (шины, прокладки, манжеты), конвейерные ленты, строительный рынок, судо- и авиастроение, космическая промышленность и военный сектор. Безусловно, это и обувная промышленность: подошвы и все те же калоши, которые, к слову, по-прежнему остаются ходовым товаром, особенно за рубежом. Сегодня актуален синтетический изопреновый каучук, сохраняющий свои основные свойства в экстремальных ситуациях, например, под воздействием мороза и высоких температур. Кроме того, в последнее время каучук начали активно применять в медицине. Жизненно важными изделиями из каучука можно назвать имплантаты человеческих органов. Как сейчас развивается отрасль? На данный момент наблюдается нестабильная ситуация. В мире отмечено перепроизводство натурального каучука, снижение цен на него и как следствие сокращение цен и спроса на синтетический каучук. В частности, производители в России фиксируют снижение объемов рынка в основных перерабатывающих сегментах. Шинный бизнес падает вслед за автомобилестроением, да и в сегменте радиотехнических и информационных систем сокращение происходит уже на протяжении нескольких лет. Для стабилизации производства синтетического каучука необходим в том числе выход на экспортный рынок. А в данном случае не обойтись без революционного прорыва на уровне производственных технологий, которые бы не только улучшили качество конечной продукции, но и существенно снизили ее себестоимость. Насколько реальна информация, что ученые из вашего НИИ готовы представить сенсационную разработку, способную изменить судьбу отрасли? В 2014 году институт получил грант Минобрнауки РФ, который дал нашим специалистам возможность провести серьезную научную работу. Ее итогом стала разработка новой технологии производства синтетического каучука, значительно улучшающей качество конечного продукта и, что самое главное, снижающей его себестоимость. В чем же суть инновации? На протяжении последних пятидесяти лет во всем мире используется технология растворного метода получения каучука. Но даже в XXI веке этот технологический процесс остается сложным, опасным, вредным и не всегда выгодным. Мы вывернули процесс наизнанку: распределили общую массу по малообъемным ячейкам, создав рецептурные соотношения компонентов под компактные объемы. В результате нам удалось уйти от использования растворителей и обязательных стадий по отмывке. Из 50 классических производственных стадий 40 оказываются ненужными и исключаются. За счет этого себестоимость производства уменьшается на треть, я уж не говорю об оптимизации процесса с точки зрения экологии. Чтобы было понятно, опишу инновационную технологию языком цифр. Допустим, перед нами стоит задача построить завод по выпуску синтетического каучука мощностью 30 тысяч тонн в год. Строительство такого завода с обычной растворной технологией производства с нуля обойдется в 100 млн долларов. Возведение аналогичного предприятия с использованием новой технологии будет стоить в десять раз меньше. Сейчас уже разработано оборудование, протестирован процесс производства. Мы ищем инвестиции для строительства полноценной производственной площадки на территории Петербурга. Однако нашим проектом заинтересовались китайские коллеги, поэтому возможно, что первое инновационное производство синтетического каучука появится не в России, а в КНР.