В России нашли способ в несколько раз снизить износ автомобильных дорог. Для этого предлагается укрепить покрытие максимально прочным материалом –– сверхвысокомолекулярным полиэтиленом. Это позволит ремонтировать магистрали в три раза реже, рассказали разработчики технологии. Сейчас производство такого полимера слишком затратно, но в случае использования предложенного метода он будет стоить лишь в несколько раз дороже сырья для обычных пластиковых пакетов в супермаркетах. Отечественный бизнес согласится вкладывать деньги во внедрение новой технологии, только если увидит реальный спрос на этот полимер, говорят эксперты. Эффективность материала в дорожном строительстве нужно подтверждать с помощью испытаний.
Формула идеальной дороги
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.
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.
История запроса
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. В России спрос на этот материал пока небольшой, ожидается, что к 2021 году его объем достигнет $82 млн, говорится в материалах SkyT Polymer.
Геннадий Жиловский полагает, что массовое внедрение этой технологии в России позволит вытеснить с рынка импорт и создать задел для поставок суперполиэтилена за рубеж.
–– Мировое производство волокон СВМПЭ не превышает 25 тыс. т в год, имеются ограничения на его экспорт. В результате львиная доля попадающего в Россию материала используется на предприятиях оборонно-промышленного комплекса (ОПК) и не применяется в гражданских секторах экономики, –– пояснил он. –– При этом собственного производства полимера у нас до сих пор нет, что приводит к зависимости отечественных потребителей от иностранных поставщиков.
Но не все эксперты уверены, что целевые российские рынки достаточно велики для того, чтобы запуск масштабного производства окупился.
–– Скорее всего, крупные компании предоставят свои площадки под проект только в случае полной уверенности в том, что в отраслях машиностроения имеется достаточная потребность в СВМПЭ, –– сказал руководитель информационно-аналитического центра RUPEC Андрей Костин.
Эксперт добавил, что на пути к заводскому варианту технологии себестоимость материала может вырасти. По словам источника в нефтехимической отрасли, производство СВМПЭ может быть организовано на площадках «СИБУР Холдинга» или предприятия «Казаньоргсинтез» (входит в ТАИФ). В компаниях на момент сдачи номера на запросы не ответили.
При наличии финансирования открыть первое серийное российское производство СВМПЭ по новой технологии можно будет уже через два года, считают разработчики технологии.
В пресс-службе Росавтодора сообщили, что сейчас на трассах в стране уже широко применяются современные геосинтетические и полимерные композиционные материалы, а также конструкции и изделия из них. Там подчеркнули, что плюсы композитов –– высокая прочность, жесткость, малый вес, технологичность, невосприимчивость к агрессивным внешним факторам, способность повторять практически любые формы конструкции, а также долговечность.
–– Геосинтетические материалы (георешетки, геосетки, геомембраны и другие изделия) применяются в конструкциях дорожных одежд для их сохранности при воздействии различных негативных факторов, –– пояснил представить агентства.
Вместе с тем сейчас не приведены конкретные технические параметры СВМПЭ, поэтому представить оценку возможности применения технологий, конструкций и изделий из этого полимера в дорожной отрасли невозможно, добавили в Росавтодоре.
–– Слово «полиэтилен» применительно к дорожному строительству звучит уже лет 30. Технологии с его применением известны так же давно, как добавки в асфальтобетонный битум, –– сказал «Известиям» глава ассоциации «Росасфальт» Николай Быстров.
Говорить о жизнеспособности конкретной технологии возможно только по результатам испытаний, добавил эксперт.
