Полимеры
После того, как в начале 20 столетия был получен первый синтетический полимер, названный бакелитом, наступил век полимеров – химических соединений, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок. Без них не может обойтись ни одна отрасль промышленности, а простые потребители не представляют свою жизнь без предметов из полиэтилена, пластмассы, резины, поролона, пенопласта, синтепона, сделанных на основе полимеров. С каждым годом вслед за потреблением растут объемы базовых полимеров во всем мире. И Россия уверенно приближается к лидерам отрасли.
Век полимеров
Цепочки молекул полипропилена
Слово «полимер» происходит от греческих слов «поли» («много») и «мерос» («части» или «звенья»). Это вещество, молекулы которого состоят из большого числа одинаковых, соединенных между собой звеньев. Эти звенья называют мономерами («моно» — один).

Классификаций полимеров по различным признакам множество – по химической природе, термостойкости, строению цепи и так далее. Нас в первую очередь интересует разделение по происхождению. Выделяют 3 группы полимеров:

Дело рук человека
Природные
созданные самой природой, встречаются в естественных условиях. Это ДНК, РНК, белки, крахмал, янтарь, шелк, целлюлоза, каучук натуральный и прочие.
01
Искусственные
созданы человеком в лабораторных условиях, но на основе природных полимеров. К ним относятся целлулоид, ацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза, искусственный каучук.
02
Синтетические
в их создании участвует только человек, природных аналогов у них нет. Ученые постоянно разрабатывают методы синтеза новых материалов, которые отличались бы улучшенными техническими характеристиками. Так рождаются синтетические полимерные соединения разного рода. На сегодняшний день их насчитывается порядка 5000 видов. Самые известные – полиэтилен, полипропилен, ПВХ, вискоза, ацетатное волокно и др.
03
Полимеры обладают комплексом разных физических и химических свойств, которые делают возможным их использование и применение в самых разных отраслях и работах. Одно из самых важных - чувствительность к действию небольших количеств примесей или добавок, что позволяет изменять эксплуатационные качества полимеров и создавать новые материалы.

Многие полимеры обладают эластичностью - при низком уровне прикладываемых усилий способны к растяжению и обратной деформации. Ярким тому примером являются резина и силикон.

Благодаря низкому показателю коэффициента теплопроводности некоторые полимеры могут применяться в качестве изоляции и создании оборудования, предназначенного для работы с электричеством. А низкий уровень хрупкости сохраняют целостность кристаллических и стеклообразных полимеров (пластмасса, оргстекло) при деформации или ударной нагрузке.

Большое распространение полимерные материалы получили в промышленности, так как имеют повышенную стойкость к неорганическим реактивам.

Кроме всего прочего, полимеры не боятся влаги, могут долго храниться и просты в транспортировке. Даже при длительном хранении сырье не теряет физико-химические характеристики, не расслаивается и не крошится.


Чувствительная «натура»
Пластмассы – в массы
Пластмассы – это органические соединения, основой которых являются природные или синтетические полимеры. Последние получили самое широкое применение в промышленности и в быту.

Своим названием «пластмассы» (пластические массы) обязаны способности этих материалов размягчаться при нагреве, становиться пластичными. Тогда под давлением им можно придать определенную форму, которая при дальнейшем охлаждении и отверждении сохраняется. В зависимости от поведения пластиков при нагревании их делят на три основные группы:
Термопласты
при нагреве плавятся, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние. Способность многократно размягчаться позволяет неоднократно перерабатывать эти пластмассы в те или иные изделия. Именно такие полимеры применяют в автомобилестроении. К этой группе пластиков относятся полипропилен, поливинихлорид (ПВХ), сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС), полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат (оргстекло), полиамид, поликарбонат и другие.
01
Реактопласты
после однократного нагревания (при формовании изделия) переходят в нерастворимое твердое состояние, и при повторном нагревании уже не размягчаются, в отличие от термопластов. Из таких полимеров производят крупногабаритные наружные кузовные детали (капоты, крылья, крышки багажников). К этой группе относятся материалы на основе различных смол - фенол-формальдегидных, карбамидо-формальдегидных, эпоксидных, полиэфирных.
02
Эластомеры
это пластмассы с высокоэластичными свойствами. Сохраняют свою эластичность в большом температурном диапазоне. Так, например, силиконовый каучук остается упругим в диапазоне температур от -60 до +250 °С. К этой группе относятся различные каучуки, полиуретан и силиконы. В автомобилестроении их используют преимущественно для изготовления шин, уплотнителей, спойлеров и т.д.
03
Выгодная переработка

Благодаря свойству некоторых видов полимеров возвращать первоначальные характеристики после переработки, существует отдельная сфера промышленности, которая занимается выпуском вторичного полимерного сырья. Этот процесс включает в себя сбор полимерных отходов, сортировку, мойку, измельчение и переплавку. Готовая продукция из переработанных полимеров почти не отличается от первичного сырья, однако, ее стоимость значительно ниже, поэтому вторичное сырье пользуется высоким спросом.
Главный драйвер развития промышленности полимеров – полиолефины, к которым относятся полипропилен и полиэтилен. Лидером по наращиванию объемов производства является полипропилен. Его называют «королем пластмасс» благодаря его качествам и свойствам: обладает низкой плотностью, высокой механической прочностью, химической стойкостью (устойчив к разбавленным кислотам и большинству щелочей, моющим средствам, маслам, растворителям), термостойкостью (начинает размягчаться при 140°C, температура плавления 175°C). Он почти не подвергается коррозионному растрескиванию, обладает хорошей способностью к восстановлению. Кроме того, полипропилен является экологически чистым материалом. Это полимер применяется при изготовлении различных деталей автомобилестроения, в химическом машиностроения, а также для изготовления труб для горячей воды, волокон, электроизоляционных деталей, пленки.

По объему производства и применения занимает одно из ведущих мест занимает полиэтилен низкой плотности. Эти пленки прочные при растяжении и сжатии, стойкие к удару и раздиранию. Имеют высокую химическую стойкость и сохраняют прочность при очень низких температурах (-60… -70°С). Полиэтилен применяют для покрытия металла, для того чтобы защитить его от коррозии, его можно отнести к уплотнительным деталям. Также его используют для изготовления пленки, изоляции проводов и изготовления труб, способных сопротивляться коррозии.

Полиэтилен высокой плотности – основное сырье для пластиковых бутылок. Этот материал является экономичным, ударопрочным, и обеспечивает хороший барьер проницаемости влаги.

Еще один популярный пластик – поливинилхлорид (ПВХ). Имеет очень хорошую стойкость к маслам и низкий уровень передачи кислорода. Этот материал обеспечивает отличный барьер для большинства газов, хорошую ударную вязкость. Широко применяется в строительстве, из него производятся трубы, пленки, линолеум и прочие строительные материалы.

Короли пластмассы
Пластмасса настолько востребованный продукт, играющий важную роль в нашей повседневной жизни, что спрос на изделия из него растет ежегодно во всем мире, включая Россию. Больше всего потребляется полимерной упаковки, пленки, трубы.
С государственной помощью
Данные Минпромторга за 2019 год
Во всем мире ежегодно производят свыше 360 млн тонн изделий из пластмассы. Доля России в общемировом объеме, по данным Минпромторга, составляет 1, 8%. Но потенциал у нашей страны в этом секторе большой.

Во-первых, в период 2010–2019 годы объем производства пластмасс в России в первичных формах увеличился в 1,8 раз, превысив в 2019 году 8,7 млн тонн. Такие внушительные результаты связаны с масштабным вводом новых мощностей по выпуску крупнотоннажных полимеров: заводов «Полиома» мощностью 180 тыс. тонн в год, «Тобольск-Полимера» мощностью 500 тыс. тонн, а не так давно были запущены новые мощности «Запсибнефтехима» в Тобольске мощностью 2 млн тонн базовых полимеров в год.

Во-вторых, государство старается оказывать поддержку переработчикам пластмасс, представляющих в большинстве своем малый и средний бизнес. Предусмотрены субсидирование затрат на НИОКР, процентных ставок по кредитам, части затрат через механизмы поддержки экспорта. По данным Минпромторга России на поддержку производителей в этом сегменте в 2019 году было выделено 2083,9 млн рублей из Фонда развития промышленности.
По данным Минпромторга России в 2017- 2019 годах в стране было реализовано 13 инвестиционных проектов по производству изделий из пластмасс. Общий объем инвестиций составил 10,5 млрд рублей. Среди крупных проектов:

ООО «Гротеск» - производство полиэтиленовых ампул 250 млн. шт./год;
ООО «ДАНАФЛЕКС Алабуга» - производство упаковочных полимерных пленочным материалов мощностью 33 тыс. т/год;
ООО «Десногорский полимерный завод» - выпуск пленки многослойной барьерной соэкструзионной на основе полиамида (4,8 тыс. т/год ) и пленки многослойной соэкструзионной для упаковки сенажа (агро-стрейтч) (2,5 тыс. т/год) и др.

В 2020 в этом сегменте были реализованы два проекта. Компания «ОКАПОЛ» открыла в Дзержинске Нижегородской области завод по производству наномодифицированных полимеров (5 тыс. т/год), а НПП «Тасма» начало выпуск барьерных пленок и пакетов на основе полиамида (16,8 млн м2/год).

Стоит отметить, что в этом году в условиях пандемии спрос на полимеры был поддержан производителями пластиковой упаковки (пленок, бутылок, крышек и т.п.), медицинских изделий и нетканых материалов для СИЗ.

Новый завод по производству наномодифицированных полимеров в Дзержинске