В Петербурге появится производство баллистического полиэтилена (СВМПЭ)

«К концу этого года рассчитываем, что будет построен ангар, само оборудование также приедет в конце года, и в первой половине следующего года мы уже рассчитываем ввести в эксплуатацию оборудование. Его совокупная мощность исчисляется десятками миллионов квадратных метров в год», — сообщил директор АО «НПО Спецматериалы» Никита Сильников.

Сильников добавил, что на данный момент аналогичного производства в промышленных масштабах в России пока нет, поэтому данный проект имеет важное значение с точки зрения импортозамещения.

Промышленная полимеризация СВМПЭ была освоена компания Ruhrchemie AGв 1950-х, сейчас данный материал производится многими компаниями, в т.ч. DSM, Ticona, Braskem, BASF AG, Mitsui, Honeywell и др.

В России работает ряд опытно-промышленных производств, например «Полинит» ("Казаньоргсинтез"), ФГУП «ВНИИСВ» (Тверь). Холдинг Сибур сообщал о планах развития промышленного синтеза СВМПЭ на базе "СИБУР-Томскнефтехим"

Что такое СВМПЭ?

Сверхвысокомолекуля́рный полиэтилéн (СВМПЭ, англ. Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMW PE) — термопластичный полимер, конструкционный материал, пригодный для работы в экстремальных условиях эксплуатации.

Синонимы: 1. полиэтилен с высоким модулем упругости (англ. High modulus polyethylene, HM PE); 2. полиэтилен с высокими эксплуатационными характеристиками (англ. High performance polyethylene, HP PE).

Сверхвысокая масса молекул определяет уникальные свойства СВМПЭ, отличные от других разновидностей полиэтилена.

Технология производства

Синтез СВМПЭ производят с применением металлоценовых катализаторов из мономера — этилена, при этом количество мономеров в одной молекуле на несколько порядков больше, чем у полиэтилена высокой плотности. Для синтеза СВМПЭ применяют установки низкого давления.

Переработанный СВМПЭ порошок выпускают на рынок либо в виде волокон, либо в консолидированной форме, например в виде листов, плёнок, профилей или стержней.

Изделия из СВМПЭ получают следующими методами обработки:

• прессование;
  
• непрерывное профильное прессование, или штранг-прессование
  
• гель-формирование (гель-прядение);
  
• плунжерная экструзия.
  

Именно с помощью гель-формирования получают самые прочные волокна марок «Dyneema» и «Spectra» для тросов, строп, широко используют в баллистической защите, оборонных применениях и всё чаще в медицинских устройствах.

Уникальные механические свойства СВМПЭ

СВМПЭ (UPE) проявляет уникальные механические свойства, обладает высокой износостойкостью, стойкостью к удару и истиранию и абразивному износу, превосходя по данным качествам другие полимеры и многие сорта стали. СВМПЭ имеет хорошие антифрикционные свойства, сравнимые с фторопластами и полиамидами.

СВМПЭ (UPE) морозостойкий материал, например, сохраняет высокую ударостойкость при температуре -100°С и сохраняет высокое значение ударной вязкости вплоть до -180°С. Благодаря строению молекул СВМПЭ является термопластичным веществом с относительно невысокой температурой плавления (144°С - 152°С), поэтому изделия из СВМПЭ не рекомендуется эксплуатировать при температурах превышающих 80°С-100°С (кратковременно до 130°С).

СВМПЭ (UPE) обладает отличной стойкостью к действию щелочей любой концентрации и водных растворов нейтральных, кислых и основных солей. СВМПЭ стоек к органическим кислотам, а также к концентрированным соляной и плавиковой кислотам. Серная кислота до 80%-ной концентрации при комнатной температуре не оказывает на СВМПЭ никакого воздействия.

СВМПЭ, как и обычный полиэтилен низкого давления (ПЭНД), изменяет свои свойства и даже разрушается под действием окислителей. Азотная кислота, даже при довольно низкой концентрации, разрушает СВМПЭ. Окисление и разрушение значительно усиливаются при увеличении температуры эксплуатации изделия.

Жидкий и газообразный хлор и фтор также разрушают СВМПЭ, а бром и йод поглощаются им и диффундируют сквозь полимер. Однако разбавленные растворы хлора и различные отбеливающие вещества слабо действуют на СВМПЭ.

СВМПЭ обладает низкой газо и паро- проницаемостью. Проницаемость СВМПЭ наименьшая для сильнополярных веществ и наибольшая для углеводородов, поэтому СВМПЭ выгодно отличается от других полимеров малой проницаемостью для воды и водяных паров. В связи с этим изделия из СВМПЭ пригодны для использования не только во влажном воздухе, но и при непосредственном контакте с водой.

СВМПЭ обладает высокой физиологической инертностью.

Применение СВМПЭ:

• В военном деле: создание бронежилетов на основе волокон СВМПЭ (баллистические жилеты, пуленепробиваемые жилеты) различных классов защиты, шлемы. При изготовлении ткани из волокон СВМПЭ накладывают под разными углами (мультиаксиальная ткань из слоёв однонаправленного (unidirectional) шпона), что увеличивает прочность многослойного пакета.
  
• В машиностроении (бумагодельные машины): коэффициент трения изделий и износостойкость из СВМПЭ приближается к фторопластам, при значительно меньшей стоимости. Детали из СВМПЭ используют для уплотнений в гидравлических и пневматических системах и в узлах сухого трения.
  
• В электротехнике: изоляторы, изоляция кабелей.
  
• В транспорте, судостроении: панелями из СВМПЭ облицовывают стапели судостроительных верфей. Канаты и тросы используются для буксировки, швартовки и якорных устройств на судах: при этом прочность и износостойкость таких канатов на единицу массы выше, чем у стальных некоторых марок, их свойства не меняются при намокании, такие тросы не тонут в воде и не нуждаются в смазке. Особенно известны тросы из волокон СВМПЭ «Dyneema» («DSM», Нидерланды) и «Spectra» («Honeywell», США).
  
• В спорте: противоукольная защита в фехтовании, стропы парашютов, леска для рыбной ловли, альпинистские верёвки для альпинизма, в производстве лыж и сноубордов (в сочетании с углеволокном, увеличивая прочность и гибкость), синтетический лёд (покрытие для ледовых видов спорта: хоккей, кёрлинг).
  
• В медицине для создания эндопротезов суставов (тазобедренных, коленных, позвонков). Здесь в основном применяют «сшитые» СВМПЭ.
  
• Компаунд на основе СВМПЭ (СВМПЭ-гранула): предназначен для использования в термопласт-автоматах в качестве основного полимера или добавки повышающей износостойкость, стойкость к растрескиванию, вязкость разрушения, низкотемпературную надёжность, химическую стойкость. Формы выпуска СВМПЭ гранулы: листы, плиты, пластины, плёнка, труба, оболочка для кабельной продукции, профиль.
  
• Труба из СВМПЭ. Это износостойкие трубопроводные системы для конкретных операций перемещения абразивных материалов: минералов, угля, кормов, отходов; внутризаводские трубопроводы отходов, суспензий, паст технологических потоков.
  
• Ткани из СВМПЭ применяют также для производства травмобезопасных перчаток в спорте, медицине, промышленности (перчатки стойкие к порезу, износостойкие перчатки).
  

О предприятии:

"Научно-производственное объединение специальных материалов" (АО "НПО Спецматериалов") было образовано на базе броневой лаборатории ЦНИИ Материалов Министерства оборонной промышленности СССР в 1991 году. Сейчас АО "НПО Спецматериалов" включает в себя Научно-исследовательский институт, завод Специальных материалов, испытательный и научно-методический центр. Основными заказчиками продукции АО "НПО Спецматериалов" являются МО РФ, МВД РФ, ФСБ РФ, ФСИН, ЦБ РФ, предприятия Росатома, ведущие государственные корпорации, банки, а также объекты транспорта и инфраструктуры. Продукция поставляется на экспорт в 35 стран мира.