Ученые из Новосибирска предложили очередную новую технологию модификации асфальта. Сейчас производство такого сверхвысокомолекулярным полимера слишком затратно, но в случае использования предложенного метода он будет стоить лишь в несколько раз дороже сырья для обычных пластиковых пакетов в супермаркетах.
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) - один из наиболее прочных и износостойких материалов в мире, но его применение сейчас ограничено сложным процессом переработки в готовые изделия. Поэтому полимер используют только для протезирования суставов, а также изготовления бронежилетов, деталей ракет и самолетов.
Российские ученые из Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова (НИОХ СО РАН) в рамках совместного проекта смогли упростить технологию его создания настолько, что подешевевший материал можно будет пустить на укрепление дорог.
- Достигнуть этого удалось за счет новых каталитических систем на основе дихлорида титана, координированного со сложной органической молекулой, - рассказал Геннадий Жиловский, гендиректор компании SkyT Polymer, участвующей в проекте.
Технологическая схема получения СВМПЭ. 1 – узел растворения; 2 - экструдер; 3 - охлаждающая ванна; 4 - узел экстракции; 5 - узел сушки.
По его словам, при взаимодействии с исходным сырьем (этилен) новый катализатор образует порошкообразный полимер, который может быть переработан в сверхпрочные пленки с помощью уплотнения при повышенных температуре и давлении. В завершение процесса получившиеся волокна сплетаются в техническую ткань, которая является основой различных изделий, добавил ведущий научный сотрудник НИОХ СО РАН Иван Олейник.
Новый способ производства позволяет исключить наиболее затратные стадии классического процесса получения сверхпрочного волокна, связанные с длительным нагревом полимера в масле. При этом для производства порошков СВМПЭ по новой технологии можно использовать стандартное оборудование российских нефтехимических предприятий. С его помощью выпускается обычный полиэтилен для изделий широкого потребления, утверждают разработчики. По этой причине технологию можно легко масштабировать, уверены они. В результате полимер может подешеветь более чем в 15 раз (сегодня цена 1 кг исходного порошка - около 2,5 тыс. рублей.) - до 150 рублей за кг. Это лишь в два-три раза превышает цену материала для стандартных пластиковых пакетов из супермаркета.
Всё это позволит значительно расширить применяемость СВМПЭ - в частности, его стойкость к перепадам температур можно использовать в дорожном строительстве. Ученые НИОХ СО РАН предлагают создавать из материала специальные армирующие сетки, которые будут помещаться внутрь дорожного покрытия и защитят его от разрушений. В результате срок межремонтной эксплуатации трасс можно увеличить минимум в три раза, что должно снизить расходы.
Волокно из сверхвысокомолекулярного полиэтилена также возможно будет применять для пошива недорогой защитной одежды для мотоциклистов, а в перспективе и для снижения стоимости бронежилетов. Кроме того, по мнению научного сотрудника НИТУ «МИСиС» Федора Сенатова, из них можно будет создавать тросы и сверхлегкие паруса.
По оценкам аналитиков, мировой спрос на СВМПЭ в денежном выражении составляет около $30 млрд в год. При этом рынок очень быстро растет - на 13–15% ежегодно.
