Научный коллектив ЮУрГУ совместно со специалистами ООО Завод «Современные технологии изоляции» («СТИ ППУ») планируют запустить в производство уникальный теплоизоляционный материал с новыми свойствами. Полимер широкого спектра действия, изначально создавался для теплоизоляции трубопроводов, но в перспективе будет иметь очень широкий спектр применения: от машиностроения до ЖКХ.
В рамках проекта «Создание импортозамещающего высокотехнологичного производства безизоцианатных полиуретанов широкого спектра применения» (в рамках работы НОЦ «Уральский межрегиональный научно-образовательный центр мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы») учеными ЮУрГУ разработана новая технология производства теплоизоляционного материала.
Важнейшее преимущество новой технологии – полностью импортозамещающий характер. Предложенный учеными ЮУрГУ вариант полимера можно изготавливать из широко распространенного отечественного сырья, что значительно удешевляет производство. Ранее сырье для изготовления полиуретана поставлялось из Китая.
Ответственный за техническую часть проекта, научный сотрудник НОЦ «Нанотехнологии» Сергей Канашов предположил, что новый вариант полимера можно получать за счет вспенивания в легкокипящем растворителе. Были проведены соответствующие эксперименты, которые оказались успешными.
«Основная задача, которая стояла перед нами, – подобрать такой состав добавок в материал, чтобы получаемый полимер (в данном случае теплоизоляция) соответствовал всем требованиям заказчика. На это ушло время, но это дало нам понимание, какие компоненты нам подходят, какие – нет. Рост концентрации определенных компонентов приводит к изменениям свойств полимера: один компонент увеличивает твердость, другой снижает теплопроводность, третий уменьшает водопоглощение. Также при изготовлении полимера очень важно соблюдение технологических режимов», – комментирует тонкости процесса создания нового материала руководитель проекта от ЮУрГУ, зав. кафедрой экологии и химической технологии, д.х.н., профессор Вячеслав Авдин.
Планируется, что полимер, изготовленный в рамках новой технологии, будет иметь:
- повышенную гидролитическую устойчивость;
- структуру, практически не имеющую пор;
- повышенную стойкость к химическому воздействию;
- исключительную адгезивность (способность одного материала приклеиваться и удерживаться на поверхности другого).
«В рамках второго этапа проекта «Получение продуктов на опытно-промышленной установке» на территории завода СТИ ППУ мы осуществили заливку отвода (части трубопровода). Полимер затвердел и превратился в теплоизоляцию. Результат получился очень качественным (см. фото). Новый материал полностью (без пустот) заполнил собой пространство, предназначенное для теплоизоляции трубопровода. Теперь этот образец будет исследован на физико-механические показатели», – рассказывает научный сотрудник НОЦ «Нанотехнологии», к.х.н. Роман Морозов.
Кроме того, технология получения нового импортозамещенного полимера выстраивается без применения хлора и фосгена. Соответственно, при таком производстве воздействие отравляющих веществ на здоровье людей и окружающую среду полностью исключается.
«Импортозамещенный полимер по своим качествам превосходит импортные аналоги. Полиуретаны, поставляемые ранее из Китая, США и Германии, отличались горючестью – горели уже при 200 С°, – поясняет Вячеслав Викторович Авдин. – Новый материал при температуре 1 500 С° не горит, а лишь обугливается».
Следующий этап развития проекта – это переход к промышленному производству, масштабированию технологии на территории завода «СТИ ППУ», где индустриальный партнер университета планирует подготовить соответствующий участок производства, закупить реакторы, смонтировать технологическую линию.
Далее промышленный образец должен быть испытан генеральным заказчиком Завода СТИ ППУ – ПАО «Газпром». После испытаний будет приниматься решение о запуске в производство. Поручение о возможном использовании нового материала в сфере ЖКХ дал Губернатор Челябинской области Алексей Текслер. В перспективе этот новый вид полимеров широкого действия может эффективно использоваться в сфере ЖКХ с целью теплоизоляции труб и помещений.
Спектр применения нового импортозамещенного полимера достаточно широк. Помимо тепловой изоляции трубопроводов новые полимеры могут применяться в изготовлении сэндвич-панелей, создании антикоррозионных покрытий, изготовлении поролона, эластичных и влагоустойчивых подошв для обуви, комплектующих для машиностроения и др.
Проект реализуется в рамках Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (национальный проект «Наука и университеты»), при поддержке Губернатора и Правительства области.