Post on 18-Jul-2015
Разработка технологической платформы получения
высокопрочных нитей из сверхвысокомолекулярного
полиэтилена (СВМПЭ)Геннадий ЖиловскийООО «СкайТ“Генеральный директор
Новосибирск, 2015
Виды полимеров
Звездообразные Разветвленные Гребнеобразные
Линейные Поликатенановые Полиротаксаны
Лестничные Полимерные сетки Дендритные
1
Материал Разрывная длина, км Предельная нагрузка, т
_______________________________________________________________
СВМПЭ (волокна) 336 54
Арамидное волокно 193 31
Углеродное волокно 171 27
Полиамидные волокна 92 15
Стекловолокно 76 12
Стальные волокна 37 6
_______________________________________________________________
ПРОЧНОСТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОЛОКОН ИЗ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
43
Характеристики СВМПЭ
• химически и морозостоек
• диэлектрик
• не чувствителен к удару (амортизатор)
• чрезвычайно низкая адгезия (прилипание)
• Сверхпрочность волокон 300-380 cН/текс
• Стойкость к абразивному воздействию
• Ударопрочность до 170 кДж/м2
• Низкий коэффициент трения – как у тефлона
• Физиологическая инертность
• Стойкость к агрессивным средам
• Стойкость к гамма-излучению54
Узел из волокна СВМПЭ(сканирующая электронная микроскопия)
Применение СВМПЭ-волокон
Волокно СВМПЭ
(вытянутое вдоль режущей
кромки лезвия бритвы)
5
Шлем на основе волокна СВМПЭ
Применение СВМПЭ-волокон
Бронежилет на основе
волокна СВМПЭ
Слои волокон СВМПЭ в бронежилете
76
• Орудия промрыболовства;
• Пористые фильтры для химической, биохимической и пищевой промышленности;
• Судостроение;
• Авиа-ракетостроение;
• Армирование;
• Бронезащита.
• Компонент Li-polymer аккумуляторов
Область применения волокна СВМПЭ
7
• Растворение реакторного порошка СВМПЭ, (т.е. порошка, полученного в процессе полимеризации в химическом реакторе) в одном из выбранных растворителей (декалин, вазелиновое масло и др.) при повышенной температуре (около 180°С) и перемешивании.
• Прядение нитей при продавливании полученного раствора через фильеры с последующим резким охлаждением горячих струй в приемной ванне, которое сопровождается кристаллизацией и образованием «мокрого» гель-волокна.
• Высокотемпературная ориентационная вытяжка «мокрого» гель-волокна или высушенной нити (ксерогеля) до высоких значений ориентационных удлинений, определяющих их исключительно высокие механические характеристики.
Метод гель-формирования
8
• США – 6 000 т/год
• Западная Европа – 3 200 т/год
• Япония – 1 600 т/год
• Китай – 12 000 т/год
Ведущий производитель – фирма
Dyneema (7700 т/год)
(прочность 260-350 МПа, модуль
8000-13000 МПа)
Рост производства 13-15%/год
Производство нити СВМПЭ в мире
Закрытые технологии, экспорт не более 6% от
общего выпуска
США20%
Китай39%
Dyneema25%
Западная Европа
11%
Япония 5%
США Китай Dyneema Западная Европа Япония
109
• АО Пластполимер» с
1980х гг., опытное
производство СВМПЭ
(около 1 т).
• Малое предприятие по
выпуску СВМПЭ
создано на базе завода
«Казаньоргсинтез».
• Опытные образцы
СВМПЭ выпущены
компанией ТНК
«Сибур» в 2009 г. по
технологии ИК СО РАН.
Производство СВМПЭ в России
1110
Описание и перспективы роста рынка
Рынок
• Отсутствие отечественного производства
• Дефицит предложения на мировом рынке
• Очень высокая цена
11
Конкуренты:
• Мировые концерны (наприм. DSM (Нидерланды).
• Отечественные производители (напр. Сибур, Полинит)
• Другие композитные материалы (кевлар, арамид и т.д.)
Конкуренты
12
Получение сверхвысокомодульных и особо высокопрочных волокон и материалов на основе
гибкоцепных полимеров с использованием метода "холодного формования" волокна из СВМПЭ
Цели и задачи проекта
13
Открыта способность образования сверхвысокомолекулярного полиэтилена
особой морфологии с высокой степенью кристалличности
Научно-техническая новизна проекта
14
Морфология насцентных порошков СВМПЭ
нанесенный катализатор Циглера-Натта
постметаллоценовый катализатор особой структуры (НИОХ СО РАН)
Рис. 1. Типичная кинетическая кривая
полимеризации этилена на
самоиммобилизующихся системах
W·10–3,
кгПЭ/молькомпл.· мин
, мин
15
компактирование монолитизациясхема течения материала
при монолитизации
непрерывная схема переработкиреакторного порошка СВМПЭ
Схема получения монолитного материала из реакторного порошка СВМПЭ
1717
• Описание предлагаемого продукта:
Сверхпрочные и сверхмодульные нити или волокна.
• Как продукт решает проблему:
Метод «холодного» формования существенно дешевле и прост в реализации.
• Альтернативные способы получения:
Метод гель-формирования
• Ценность:
современная конкурентоспособная технология получения тканых изделий на основе СВМПЭ.
Назначение продукта (услуги)
16
Объекты ИС:
• Патенты
• Производственные секреты
• Синтетический опыт
Какие ОИС будут созданы в рамках проекта:
Исключительное право на технологическую платформу производства волокна СВМПЭ
Интеллектуальная собственность
18
1 Этап: Создание (разработка) технических условий и требований к технологическому
процессу производства волокон и нитей на основе СВМПЭ, включая:
• изучение физико-химических характеристик получаемых в опытных реакторах образцов СВМПЭ
• подбор оборудования для отработки метода холодного формования реакторных порошков СВМПЭ.
Реализация проекта
22
Реализация проекта
НИОХ СО РАН
Тонкий органический синтез новых катализаторов;
Участок полимеризации и изучения свойств СВМПЭ особой морфологии.
Научно-аналитический центр
5 кг. СВМПЭ
Рулон пленки 5 кг
50 000 рублей.
Выбор катализатора и наработка его в количестве достаточном для получения партии в 5 кг. СВМПЭ особой морфологии
Закупка необходимых реактивов.
Ориентировочная стоимость наработки:
300 000 рублей.
100 000 рублей.Промышленные
образцы24
Реализация проекта
Показатель
Фактически Прогноз Прогноз с учетом инвестиций
2014 2015 2016 2017 2018 2019
Реализация 0 0 1000 32 000 64 000 128 000
Валовая
прибыль0 0 0 16 000 32 000 64 000
Инвестиции 1100 1000 4 000 27 000 14 000 20 000
25
Специалисты в области:
• Менеджмента
• Синтетической органической и металлоорганической химии
• Синтеза и физико-химического исследования высокомолекулярных соединений
• Полимеризации и физико-химического исследования высокомолекулярных соединений
Команда
26
Спасибо за внимание!
ООО "СкайТ"
Жиловский Геннадий СтаниславовичГенеральный директор
Тел: +79139104745E-mail: zgs@sky-corp.ruwww: http://www.sky-corp.ru
28