Для получения изделий из СВМПЭ используют, как традиционные методы переработки пресс порошков, так и многие вновь разработанные технологические методы: гель-прядение, горячее прессование, холодное прессование с последующем спеканием, плунжерная экструзия, выдувное формование пленки, напыление.

  Гель-прядение       

       Гель-прядение высокопрочного высокомодульного волокна из СВМПЭ. Технология заключается в растворении СВМПЭ в растворителе (например, декалине или парафиновом масле). Если разбавленный раствор (концентрация 5%) выдавливать через тонкие отверстия в воду, то он превращается в гель, который затем подвергается 30-кратному вытягиванию в печи (при температуре 100°С и более). При этом из волокна удаляется растворитель. Скорость экструзии волокна достигает 100 м/мин. Получается высокомодульное сверхпрочное волокно, удельная прочность которого превышает соответствующий показатель арамидного волокна.  

    Оно сохраняет все свойства СВМПЭ: высокую стойкость к истиранию, ударопрочность, химстойкость и стойкость к воздействию ультрафиолетового излучения. 

    Волокна, сформированные из геля СВМПЭ, обладают высокими механическими характеристиками (прочность при разрыве, модуль упругости) по сравнению с волокнами из других полимеров. 

     К преимуществам волокон из СВМПЭ, кроме высоких значений проч­ности и модуля упругости, следует отнести также легкий вес, атмосферостойкость, водо- и химстойкость, морозостойкость,  хорошие абразивные свойства.

      Особым достоинством волокна является способность поглощения вибрации. Высокая прочность к баллистическим воздействиям делает волокно, например, перспективным материалом для производства бронеструктур по защите от осколков и пуль (жилетов, шлемов).


Горячее прессование и спекание

      Методы горячего прессования и прессования с последующим спеканием получили наибольшее распространение для переработки СВМПЭ. В настоящее время этими методами производят листы больших размеров (монолиты), пластины, цилиндры, которые затем подвергают механической обработке для получения строганной планки и ленты, деталей машин. Метод спекания СВМПЭ наряду с горячим прессованием остается одним из основных. Приблизительно 60% производимого СВМПЭ перерабатывается горячим прессованием или спеканием.

       Технология процесса проста: сначала производится холодное прессование порошкового полимера в заготовки, затем свободное спекание при 150-200°С. Длительность процесса спекания зависит от массы изделия и его формы. Получаемые полуфабрикаты в виде листов, пластин, блоков, цилиндров могут далее подвергаться механической обработке в изделия практически любых форм и видов для самых различных областей применения.
   Метод спекания нашел также применение при изготовлении пористых изделий из СВМПЭ. За счет использования частиц определенного размера и контроля условий спекания можно задавать определенную пористость для различных областей применения материала: от различного рода фильтров до демпфирующих изделий.  

Плунжерная экструзия 

       В состоянии расплава СВМПЭ представляет собой высоковязкую резиноподобную массу, поэтому при экструзии пластифицируется плохо. Поэтому наибольшее распространение получила плунжерная экструзия. Этим методом обрабатывается около 30% СВМПЭ, изготавливают изделия различного профиля (ленты, листы, трубы, стержни и т.п.) любой длины.


Выдувное формование пленки

       Обычно пленки получали методом прессования или срезанием тонкого слоя с прессованного блока. Из-за низкой производительности этих методов потребление пленки СВМПЭ росло медленно, впоследствии была разработана технология производства выдувной пленки из СВМПЭ. В основу разработки положена технология экструзионного формования трубок, кроме того, применены новые технологические решения по усовершенствованию головки одночервячного экструдера с мелкими канавками на внутренней поверхности цилиндра и воздуходувки. Используются длинная осевая головка и боковая воздуходувка высокого давления.

     Пленка нашла свое применение в замене более дорогих фторопластовых пленок для изготовления скользящих деталей электробытовых приборов и мешков для охлаждения плазмы крови.  

Напыление      

      Наиболее известные технологические процессы нанесения порошковых полимерных покрытий: в электрическом поле и газопламенное напыление. Технологический процесс получения покрытий в электрическом поле заключается в сообщении электрического заряда частицам полимера, осаждение их под действием электрических сил из аэрозольного облака, окружающего заземленное изделие и закреплением нанесенного слоя. Сформированы порошковые покрытия в результате последующей термообработки расплавляется, спекается или полимеризуется в монолитную пленку.     Зарядку частиц порошкового материала в установку для напыления осуществляют, используют два метода: ионную (осаждение ионов в поле коронного разряда) и статическую электризацию. Коронный разряд возникает в электродных системах с резко неоднородным полем (игла – плоскость).

Существует два вида устройств для напыления порошков в электрическом поле:

• с помощью распылителей
• с помощью камер в электрическом кипящим слоем.

      Метод газопламенного напыления отличается простотой и универсальностью применяемого   оборудования. Для расплавления материала могут быть использованы различные источники тепла.     В качестве рабочего газа применяют ацетилен или пропан, реже водород. Напыляемый материал расплавляется пламенем смеси горючего газа с кислородом, а распыляется и выдувается сжатым воздухом. 

Продукция из СВМПЭ 

Опыт применения СВМПЭ на отечественном рынке показал, что его специфические     свойства обусловливают и особые области применения.

         СВМПЭ используется там, где обычные марки ПЭНД и многих других полимеров не выдерживают жестких условий эксплуатации. СВМПЭ может выступать в качестве заменителя других, более дорогостоящих материалов (сталь, бронза, полиамид, Фторопласт и др.), а может являться технически необходимым, т.е. единственно пригодным для данной цели материалом.

      Наиболее эффективными отраслями-потребителями и областями применения СВМПЭ на внутреннем рынке являются следующие:

Машиностроение
      Детали бумагокартоноделательных машин, гонки для ткацких станков, лента для металлорежущих станков, направляющие станков, оборудование для горнорудной промышленности, для керамических производств, для авиастроения, вагоностроения, сельскохозяйственного машиностроения (прокладки, уплотнители, ролики, валики, вкладыши, втулки, муфты, блоки, винты, подшипники, шестеренки, зубчатые колеса и т.п.);  

Химическая промышленность 

     Облицовка и футеровка различных емкостей, машин и аппаратов; изготовление труб и фланцев, лопастей и валов ме­шалок, поплавков, прокладок и уплотнений, деталей клапанов, сальников и втулок для насосов; уплотнения между стеклянными и металлическими трубопроводами, фильтры для очистки от агрессивных сред, сепарационные мате­риалы, производство ионитных формованных катализаторов; 

Подъемно-транспортное оборудование
       Облицовка ковшов экскаваторов и щитов бульдозеров, направляющие устройства, ленты транспортеров, шнеки, цепные колеса, звездочки, ролики, диски, скребки и т.п.;  

Судостроение

      Облицовка стен и ворот сухих доков причальные отбойники. Данные покрытия (щиты – пластины) используются в виде полос и предназначены для облицовки больших поверхностей причальных стенок, пассажирских и грузовых причалов. Щиты – пластины из СВМПЭ отличаются очень низким коэффициентом трения, высокой устойчивостью к истиранию и работой в условиях низких температур (до -200°С). Облицовка разгрузочных бункеров и футеровка химических реакторов плитами из СВМПЭ давно стала нормой многих современных технологий. А также в буферных уст­ройствах на судах; системах водоснабжения и опреснения на морских судах;  

Строительство

      Облицовка копров, покрытия дорожных катков, покры­тия кузова для груза самосвала и т.п.;

Гальванотехника

      Ванны, барабаны, валки, направляющие;  

Электротехника

     Изоляторы, опоры, кабелепроводы, детали прерывателей тока, изолирующие детали в диапазоне высоких и сверхвысоких частот, зажимы и оболочки кабелей, контактные вкладыши штепселей, каркасы катодных ячеек, детали оборудования для электронной и часовой промышленности и т.п.; 

Криогенная техника

     Манжеты, поршневые кольца, прокладки, уплотнения;  

Медицина
      Эндопротезы крупных суставов человека и животных и другие элементы внутреннего протезирования, ортопедические изделия;  

Пищевая промышленность 

     Оборудование для кондитерской, хлебобулочной, мясной и молочной промышленности, транспортирующие шнеки для фруктовой пульпы, направляющие и отводные ролики в машинах для запол­нения бутылок и наклейки этикеток, разделочные доски для приготовления пищи;

Спортивные товары 

     Ограждения хоккейных полей, синтетический каток – замена дорогостоящих холодильных установок для производства искусственного льда на быстромонтируемые СВМПЭ скользящие поверхности, защитные щитки, полозья саней, покрытия кегельбанов, скользящая поверхность лыж, подкладки под лыжные ботинки, чехлы для коньков, клюшки, каски, лодки, волокна для теннисных ракеток, лески для рыбной ловли;  

Текстильная промышленность

      Сверхпрочные, сверхмодульные волокна и нити, ремни, канаты, паруса и т.д.;  

Спецтехника 

     Многочисленными исследованиями ЗАО «ПОЛИНИТ» было показано, что на области применения и марочный ассортимент СВМПЭ, кроме определенных физико-механических и молекулярных характеристик, немаловажное влияние оказывает и дисперсность порошка. 

 Создаст ли Сибур рынок сбыта?

       Как уже говорилось, в настоящее время потребление ВМПЭ на территории России практически отсутствует. Поэтому для производителя сырья мало наладить производство, надо самому сформировать и рынок сбыта этого сырья  

Характеристики текущего потребления 

      Учитывая, что объем внутреннего производства ВМПЭ составляет порядка 200-300 тонн, а импорт - 235 тонн, объем российского рынка ВМПЭ можно оценить на уровне 500-550 тонн. На территории России установлены две опытные установки по производству высокомолекулярного полиэтилена:  

• «Томскнефтехим». Проектная мощность – 1000 тонн в год.
• «Казаньоргсинтез». Проектная мощность – 1000 тонн в год. (Управляющая компания «Полинит» (г. Москва).

     Объем импорта ВМПЭ в предыдущем году в различных формах составил около 235 тонн. Контрактная стоимость этих поставок составляет согласно данным ФТС РФ около 580 тыс.долл.

Поставки ВМПЭ на российский рынок

Источник: ФТС РФ

  Подавляющий объем импортных поставок ВМПЭ (212 тонн) приходится поставки ВМПЭ марки «Polymin SK» производства компании BASF AG. «Polymin SK» представляет собой жидкость желтоватого цвета, которая используется в качестве удерживающегося реагента в бумажной промышленности. Основной потребитель – «Сыктывкарский ЛПК». Несколько картонажно-бумажных комбинатов используют ВМПЭ в небольших объемах.

      Более 20 тонн составляет объем импорта плит из ВМПЭ, которые используются для изготовления готовых изделий для горнодобывающей промышленности. В большинстве случаев – это наконечники зубцов проходческих машин, а также наконечники зубцов ковшов экскаваторов.

     Также небольшая часть плит идет на производство комплектующих для бумаго-делательных машин.

     Из готовой продукции из ВМПЭ в Россию поставляются комплектующие части к различному оборудованию. Существуют единичные поставки труб из ВМПЭ (используются внутри оборудования), кабелей. 

Потребители  ВМПЭ 

   Помимо картонно-бумажных комбинатов, использующих СВМПЭ «Polymin SK» компании BASF AG и производителей оборудования для производства бумагоделательной промышленности, закупающих плиты из ВМПЭ, высокомолекулярный полиэтилен в России используют несколько производителей литьевой и выдувной продукции. Крупнейшие из них – «Завод тарных изделий» (Санкт-Петербург), ДААЗ (Дмитров), Завод по переработке пластмасс им. Комсомольской Правды (Санкт-Петербург). Создать рынок продукции ВМПЭ пытается сам «Полинит». Эта компания пытается наладить производство нитей и волокон из ВМПЭ.  

 Перспективы создания рынка  

      Из ВМПЭ может изготавливаться большая гамма продукции. Потенциальная емкость российского рынка может быть очень значительной. Однако пока рынок ВМПЭ в России не сформирован. Потребитель не знаком с данным сырьем. Поэтому без значительных усилий на продвижение данного сырья, значительное увеличение текущих объемов российского рынка вряд ли возможно. Пока что основным способом организовать сбыт данного сырья остается организация собственной переработки. Это, во-первых.  

      Во-вторых, ВМПЭ имеет значительный экспортный потенциал. Общая мировая потребность в СВМПЭ составляет порядка 140–150 тыс. тонн в год и объемы его потребления постоянно возрастают. Безусловным экспортным ориентиром для «Томскнефтехим» станет быстроразвивающийся китайский рынок.

          В-третьих, как показывает экономическая практика, формирование внутреннего предложения неизбежно приводит к появлению новых потребителей. Особенно это характерно для прилегающих к производству районов. Поэтому можно ожидать, что в Томской и прилегающих областях в скором времени появятся в скором времени несколько десятков производств изделий из СВМПЭ. В выигрышном положении окажутся компании, первыми вышедшие на рынок.  

       Анализ технологий на существующих отечественных производствах, прогноз ввода новых мощностей, марочная структура и прогноз спроса на различные марки полиэтилена и полипропилена, прогноз цен и оценка экспортного потенциала смотрите в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков:

• Рынок полиэтилена низкого давления (ПЭНД) в России;
• Рынок полиэтилена высокого давления (ПЭВД) в России;
• Анализ спроса на линейный полиэтилен в России;
• Рынок полипропилена в России;

 Об авторе:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков