Сферы применения полимеров во всем мире активно расширяются благодаря разработке современных технологий их производства и формования. Специфические требования со стороны потребителей к характеристикам продукции заставляют производителей разрабатывать новые, узкоспециализированные марки. При этом российским компаниям приходится делать это в ускоренном темпе, чтобы занять рыночные ниши, которые до этого занимали иностранные производители.
В последние три года процессы разработки и омологации новых марок и продуктов в полимерной отрасли ускорились, но пока большое количество решений основано на более ранних разработках, отмечает глава Rupec Дмитрий Семягин. Поэтому, говорит он, по мере появления ограничений на ввоз импортной продукции многие отечественные продукты удалось достаточно оперативно запустить, и продолжает:
«Тем не менее современный спектр свойств полимеров и, соответственно, спектр их применения настолько широки, что практически в каждом сегменте их потребления имеется большой потенциал импортозамещения и замещения традиционных материалов полимерными решениями».
Как проходит импортозамещение в ключевых отраслях-потребителях
Упаковочная отрасль. Одной из самых развитых с точки зрения разнообразия отечественных полимерных решений и новинок, по мнению эксперта, является отрасль упаковки. В целом на этот сегмент приходится наибольшая доля потребления полимеров (в России – это 38 %, в мире – порядка 45 %), и внимание к этому рынку исторически большое. В качестве примеров импортозамещения Дмитрий Семягин называет марки для IBC-контейнеров, высокотекучий литьевой ПЭВП, специальные марки для колпачков и крышек для газированных напитков, полиэтиленовую надувную пленку, стретч-худ-пленку из сэвилена (ЭВА), а также металлоценовый ПЭ, отечественная технология для производства которого сейчас находится в высокой стадии готовности.
При этом новые виды упаковки должны быть не только технологичными, но и экологичными.
«Сейчас полимерная отрасль стоит перед серьезным вызовом: в мире смещен акцент борьбы с мусором на борьбу с пластиком. Отрасли необходимо доказать, что полимерная упаковка не только самая надежная и максимально сохраняющая свойства товаров, но и самая экологичная. И здесь у отечественных производителей и науки есть и большие достижения, и большой потенциал»
отмечает Дмитрий Семягин.
Он напоминает, что в России есть ряд разработок мономерной полимерной упаковки в качестве альтернативы трудноперерабатываемым многослойным упаковкам, проекты по самоклеящейся этикетке без клеевого слоя, разработки марок полимеров с вовлечением вторичного пластика.
Медицина. С каждым годом увеличиваются объемы использования полимерных изделий в медицине. Здесь их потребление максимально широко, начиная с одноразовой упаковки и расходных материалов и заканчивая тканевой инженерией, всевозможными штифтами и т.д.
«В этом направлении активно ведется работа и самими производителями полимеров, и институтами РАН, но с учетом специфики этих материалов и требований к ним сроки разработок здесь достаточно длительны. Поэтому новые отечественные решения в этом направлении мы увидим не так быстро»
говорит эксперт.
Автомобилестроение. В автомобильной промышленности процесс внедрения полимерных, в том числе импортозамещающих, решений идет более быстрыми темпами. Так, за последние 2,5 года СИБУР разработал и внедрил новые марки ПП, ПЭ, АБС, ПК и каучуков с потенциалом более 90 тыс. т в год для импортозамещения критичных продуктов при производстве автокомпонентов: автосветотехники, деталей интерьера и экстерьера, вибро- и шумоизоляции, топливных баков и шин. Помимо этого, с 2023 г. СИБУР заместил 7 импортных марок синтетических каучуков, аттестовал 50 позиций некаучукового сырья, благодаря чему выросла загрузка российских производителей шин. Сейчас в работе находятся более 70 инициатив, сформированных совместно с ключевыми представителями отрасли. Примеры подобных инициатив – разработка специальных рецептур ПП для производства трудногорючих компаундов и материалов для пассажирского автотранспорта и самолетов, материалы для изготовления подкрылок с вовлечением вторичного материала, импортозамещение материалов для изготовления приводных ремней.
Что касается инженерно-технических пластиков, то, например, ведущий российский компаундер, НПП «ПОЛИПЛАСТИК», довел количество их «автомобильных» марок в портфеле компании до 285. Среди них материалы, которые ранее практически не производились в России, а ввозились из-за рубежа. Это продукты на основе ПБТ, ПОМ, ПА 66, сплавов ПК. По словам президента РСХ Виктора Иванова, разработка и освоение промышленного производства материалов на основе сплавов ПК/АБС и ПК/АСА под маркой «Армалой» стали
«существенным вкладом в развитие технологического суверенитета России и настоящим прорывом на рынке».
Строительство. Заменяет традиционные материалы пластик и в строительной отрасли. Причем в ряде случаев полимеры практически не имеют альтернативы, например, когда речь идет о ПВХ-окнах. Благодаря большому количеству спецификаций и вариабельности составов, свойства и назначение одного и того же материала может быть совершенно различными – от звуко- и теплоизоляции до конструкционных и декоративно-отделочных элементов.
Дорожное строительство. За счет появления новых технологических решений качественные изменения произошли в подходах к проектированию, строительству и эксплуатации дорог. Более 13 % трасс в России в 2023 г. были построены или отремонтированы с применением полимерно-битумных вяжущих материалов на основе битумов, модифицированных добавлением бутадиенстирольных полимеров и пластификаторов. Такая технология как минимум в два раза (до 7–10 лет) продлевает срок службы дорог благодаря повышенной трещиностойкости, сдвигоустойчивости, тепло- и морозостойкости покрытия.
В целом по итогам 2023 г. доля полимерных решений в строительстве выросла на 7 %. ПВХ и ПК, выпускаемые СИБУРом, используются для производства акустических панелей и ограждающих конструкций, ПС – для легких дорожных насыпей, ПЭ и ПП – для полимерных систем водоотведения (трубы, колодцы), а термопластики и акриловые дисперсии – для дорожной разметки.
Трубопроводное строительство. Одним из наиболее растущих секторов строительства с точки зрения использования пластиковой продукции является рынок полимерных труб. По оценкам Rupec, наивысших темпов роста их производство достигло в 2021 г. – 34,9 % относительно 2020 г. В 2022–2023 гг. такого взрывного роста выпуска продукции не наблюдалось, но постепенное повышение продолжилось. Эксперты уверены, что доля полимерных труб продолжит расти. Прежде всего эта динамика будет наблюдаться в отрасли ЖКХ благодаря высоким темпам замены сетевой инфраструктуры. По оценке ДОМ.РФ, уровень износа сетей водоотведения в России составляет 46 %, водоснабжения – 43 %, теплоснабжения – 30 %. Как сообщили в Минстрое России, в ближайшие пять лет на модернизацию коммунальной инфраструктуры в регионах будет направлено около 4,5 трлн руб. При этом в СИБУРе рассчитали, что полная замена традиционных теплосетей и сетей водоснабжения в России на полимерные теоретически позволила бы получить экономический эффект в 15 трлн руб. в течение 25 лет.
ЖКХ. Провести эксперимент по масштабному переходу на пластики в сфере ЖКХ планируется в Республике Татарстан, где должна пройти модернизация систем водо- и теплоснабжения многоквартирных домов с применением энергоэффективных полимерных решений. При этом, по мнению заместителя директора НИИ Группы ПОЛИПЛАСТИК Елены Калугиной, дефицита трубных марок ПЭ в России сейчас нет. Ведущими производителями трубных марок полиолефинов, включая ПЭВП и блок-сополимеры пропилена, являются СИБУР, ЛУКОЙЛ и «Газпром Салават Нефтехим». Так, в портфеле СИБУРа на начало 2024 г. было около 50 марок ПЭ и 50 марок ПП. Это пленочные, трубные, литьевые, кабельные марки ПЭВП, а также экструзионные и литьевые марки ПЭНП, включая ЛПЭНП. Аналогично марочный ассортимент ПП состоит из гомо-, стат- и блоксополимеров пропилена для производства изделий различными методами.
И если марочный ассортимент трубного ПЭВП ЛУКОЙЛа и «Газпром Салават Нефтехима» ограничен только натуральными (неокрашенными) марками, то СИБУР серийно производит натуральные и черные, светостабилизированные концентратом технического углерода, марки ПЭ100, а также продукцию в варианте RC (Resistant to Cracks – с повышенной стойкостью к растрескиванию) – синего и желтого цветов для напорных водяных и газовых труб соответственно.
Генеральный директор Ассоциации производителей трубопроводных систем Владислав Ткаченко поясняет, что именно яркий цвет – ключевая особенность труб из RC-марок. По нему легко понять целевое назначение трубопровода при укладке или проведении ремонтных работ. Кроме того, благодаря цветному слою проще обнаружить повреждения поверхности труб при монтаже. В целом применение этих марок ПЭ позволяет трубопроводам служить до 100 лет, отмечает эксперт.
Новые задачи
Но, отмечает Елена Калугина:
«Серьезной проблемой практически для всех российских производителей крупнотоннажных полимеров оказалось отсутствие отечественных каталитических систем».
Переход на новые альтернативные аналоги катализаторов азиатского производства не только притормозил развитие марочного ассортимента, но и в некоторых случаях сказался на качестве серийной продукции, потребовал корректировки рецептуры, например, для малых добавок (термо- и светостабилизаторов, смазок и т.п.), производство которых в России в настоящее время также отсутствует. При этом на сегодняшний день никто из отечественных производителей не готов предложить марки ПЭ100 категории LS (так называемые нестекаемые), характеризующиеся специфической реологией расплава при определенных скоростях сдвига и предназначенные для производства толстостенных труб большого диаметра. Также отсутствуют отечественные аналоги ПЭВП для пероксидного сшивания (трубные и кабельные). Хотя трубные марки блоксополимера пропилена отечественного производства уже доступны, вопрос с его высокомодульными аналогами (с модулем упругости 1700 МПа и выше) пока не решен, указывает Елена Калугина.
Новые задачи перед полимерной отраслью ставит и сектор безнапорных труб, включая футляры, кабель-каналы, системы дорожных и складских ограждений, для изготовления которых используются не базовые полимеры, а полимерные композиционные материалы (ПКМ) на их основе. Например, каждый отдельный слой современных кабель-каналов изготовлен не из базового полимера, а из ПКМ с определенными техническими характеристиками – жесткостью или эластичностью, термо- и светостойкостью, трудногорючестью и другими специальными свойствами. Несмотря на ограниченность или полное отсутствие некоторых основных позиций ассортимента специальных добавок отечественного производства (антиоксидантов, светостабилизаторов, антипиренов, процессинговых и антистатических добавок), объемы производства ПКМ со специальными свойствами увеличиваются в ответ на требования внутреннего рынка, отмечает замглавы НИИ Группы ПОЛИПЛАСТИК.
Если учитывать тенденции мирового роста производства специальных суперконцентратов, то 36 % от общего спроса на них обеспечивает строительная промышленность, включая сегмент защитных кабельных каналов. По прогнозам консалтинговой компании Ceresana, мировой спрос на полимерные суперконцентраты к 2031 г. вырастет почти до 5,5 млн т.
Как отмечает генеральный директор НПП «ПОЛИПЛАСТИК» Александр Павлов, спрос на ПКМ в автомобилестроении, производстве бытовой техники, электротехники зависит от объемов производства в данных отраслях. В 2023 г. и первой половине 2024 г. данные сегменты рынка показывали положительную динамику, стремясь к восстановлению показателей 2021 г. (пока это удалось только строительному рынку). Среди перспективных точек роста эксперт отметил производство термоэластопластов (ТЭП) для различных отраслей промышленности. В компании разработаны и серийно производятся марки ТЭП-компаундов для уплотнительных колец дренажных труб различных диаметров и технологических трубопроводов с износостойким слоем – пульпопроводов, эластомеры для изготовления направляющих подушек безопасности и приборных панелей автомобилей, изделий электротехники, кабелей, бытовой техники. Примером служит обновленная линейка ТЭП «Технотэп», часть марок которой не имеет аналогов в России.
«Считаю, что в целом российский рынок адаптируется к новым условиям, активно развиваются новые направления, растет импортозамещение. Так, только за 2023 г. совместно с потребителями мы реализовали более 50 проектов»
добавляет Александр Павлов.
Особая статья – суперконструкционные пластики и композиты
Анализируя вопросы импортозамещения, нельзя не затронуть суперконструкционные пластики, которые применяются для производства изделий, востребованных в стратегически важных отраслях экономики – от оборонно-промышленного комплекса до производства электромобилей. В России на сегодняшний день разработаны технологии синтеза полисульфонов (ПСФ) – полиэфирсульфона (ПЭС), полифениленсульфона, полисульфона на базе бисфенола А, а также полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) и полифениленсульфида (ПФС). Но, по оценкам маркетингового агентства MegaResearch, до внедрения их массового промышленного производства еще довольно далеко. В ближайшие 6–7 лет рынок будет идти по пути импортозамещения с относительно невысокими темпами роста. Однако в более отдаленной перспективе увеличивающийся спрос на суперконструкционные пластики в массовом сегменте создаст условия для более интенсивного развития внутреннего производства, ориентированного как на российских потребителей, так и на экспорт, полагают эксперты. Эти полимеры и ПКМ на их основе отличаются высокой прочностью, термо- и износостойкостью и в ряде случаев могут заменять металлы, в том числе при изготовлении различных изделий с помощью технологии FDM-печати.
В настоящее время синтез базовых термостойких полимеров реализован на опытном заводе Института пластмасс имени Г. С. Петрова (ПСФ, ПЭС и ПЭЭК) и в Казанском федеральном университете, где создана пилотная установка. Однако промышленный синтез суперконструкционных полимеров в настоящее время в России отсутствует. При этом потребности российской промышленности в ПЭЭК, по данным ГК «Ростех», удовлетворяются главным образом за счет импорта, доля которого, по оценкам аналитиков, превышает 90 %. Объем производства отечественных ПСФ в общем объеме рынка занимает не более 3 %. Технологии синтеза этих материалов разработаны в период 1970–1990-х гг. в СССР и, например, на Шевченковском заводе пластмасс серийно производилось 200 т в год ПСФ, а ПЭС нарабатывался опытно-промышленными партиями для разовых проектов, например, при разработке ПКМ для конструкции отражателя фары 10-й модели автомобиля «Лада». Проекты по производству ПФС впервые в нашей стране в настоящее время реализуются при финансовой поддержке Минпромторга и Минобрнауки России. Продукция изготавливается в рамках проведения исследовательских работ, а также для нужд оборонно-промышленного комплекса.
Владислав Ткаченко напоминает, что разработкой суперконструкционных пластиков занимаются и другие предприятия. Так, в инвестиционном портфеле СИБУРа на горизонте от 1 до 3 лет находятся проекты по выпуску такой продукции, как ПЭ со специальными свойствами, пДЦПД (полидициклопентадиен), ПФС, ПЭЭК и полиарилсульфон. Это материалы с повышенными эксплуатационными характеристиками – термо- и химстойкостью, а также стойкостью к истиранию, которых сейчас не хватает на внутреннем рынке.
Прогноз потребления суперконструкционных пластиков в России на 2024–2030 г., представленный MegaResearch на основании планов развития основных спросообразующих отраслей, предполагает к 2030 г. увеличение объема рынка ПЭЭК на 15 %, а прогнозируемый рост потребления ПКМ на базе ПФС должен ежегодно увеличиваться как минимум на 6,9 %. Эксперты полагают, что в ближайшие десятилетия легкие, прочные и долговечные термопластичные ПКМ станут одной из основ технологического уклада в России. Из-за отраслевой структуры спроса, в которой наибольшую долю занимают аэрокосмическая, оборонная, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающие отрасли промышленности и медицина, импортозамещение сырья и конечной продукции будет развиваться ускоренными темпами, что позволяет надеяться на дальнейший рост рынка в среднесрочной перспективе.
Подготовил Р. Б. Палыга
Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 9 (304) 2024 г., с. 18-25.
