С 10 по 13 июля в Екатеринбурге проходит Международная промышленная выставка ИННОПРОМ-2023. На стенде Челябинской области свои разработки и производственные решения для промышленности представил Южно-Уральский государственный университет.
Одна из представленных разработок связана с нефтегазовой отраслью. На сегодняшний день при производстве труб для перекачки жидкостей используется пенополиуретановая изоляция. Это современный полимер, трубы, обработанные им, могут служить до 50 лет. Исходные компоненты для пенополиуретанов производятся за границей. «Рецептура довольно сложная, но есть два основных компонента: спирт с водой и изоцианат, – рассказывает старший научный сотрудник НОЦ «Нанотехнологии» Вячеслав Антипин.
– Изоцианат получают химическим путем с использованием фосгена. Фосген – чрезвычайно токсичный газ, когда-то его даже рассматривали как боевое отравляющее вещество. И работы с ним вызывают серьезные трудности. Сейчас мы имеем: производства изоцианатов нет, изоцианаты получают из фосгена, сами изоцианаты и фосген являются токсичными веществами, даже работа с которыми представляет опасность».
Перед учеными встала задача: наладить производство российских аналогов пенополиуретанов без применения ядовитых изоцианатов. В Южно-Уральском государственном университете с 2022 года разрабатывается проект по созданию такой технологии. Исследователи обратили свое внимание на циклокарбонаты, вещества которые известны давно, но рассматриваться как исходный продукт для получения полиуретанов стали относительно недавно. Циклокарбонаты тоже получают химическим путем, но процесс получения значительно проще и безопаснее: это взаимодействие эпоксидных соединений с углекислым газом.
«Мы воспроизвели эту реакцию в нашей научной лаборатории, – говорит кандидат технических наук Вячеслав Антипин. – Взаимодействие эпоксидных соединений с углекислым газом идет под высоким давлением, поэтому важно найти катализаторы, которые позволят снизить температуру и давление при реакции и увеличить выход конечного продукта – циклокарбоната. Эта технология опробована, исследована, но в России она не была широко распространена и тем более не переведена в промышленную плоскость».
Ученые ЮУрГУ воспроизвели процесс получения циклокарбонатов, и на их основе отработали технологию получения неизоцианатных аналогов пенополиуретанов. Лабораторные образцы и технологию исследователи передали своему индустриальному партнеру – челябинскому заводу «Современные технологии изоляции».
«Наши партнеры проведут испытания на своих производственных мощностях, мы учтем их замечания, доработаем рецептуру и к концу осени планируем передать для технологической отработки на площадке индустриального партнера» – резюмирует старший научный сотрудник НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Вячеслав Антипин.
Ученые надеются, что к концу года в России уже будет технологический регламент на их разработку, задумка реализуется «в железе» и появится коммерчески выгодное производство аналогов пенополиуретана.
Светлана Бацан