ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Более 300 компаний стали резидентами Арктической зоны РФ

За год с небольшим количество новых проектов, реализующихся в Арктической зоне Российской Федерации с государственной поддержкой, превысило 300. Инвесторы вкладывают в развитие арктических регионов сотни миллиардов рублей. В логистике, добыче полезных ископаемых, производстве рыбной продукции, сельском хозяйстве и других отраслях появляются новые предприятия и рабочие места для северян. «Режим ...

Таганрогский завод комбайнов получит новую жизнь вместе с компанией Ростсельмаш

Правительство Ростовской области и компания Ростсельмаш договорились о возрождении одной из промышленных площадок Дона – таганрогского завода комбайнов (ТКЗ). Планируется, что предприятие будет возвращено в комплекс аграрного машиностроения региона. Прежде всего, речь идет о кормоуборочном и почвообрабатывающем оборудовании Ростсельмаш, которое сегодня выпускается дивизионом прицепной и н...

Степень готовности ледостойкой платформы «Северный полюс» превысила 90%

«Адмиралтейские верфи» (входят в состав Объединенной судостроительной корпорации) посетил министр природных ресурсов и экологии Александр Козлов. Глава ведомства оценил ход строительства ледостойкой самодвижущейся платформы (ЛСП) «Северный полюс», готовность который превысила 90%. В ходе визита на ЛСП Александр Козлов осмотрел вспомогательное машинное отделение судна, а также помещение централь...

Новогоднее поздравление Дениса Мантурова

Дорогие друзья! 2021-ый подходит к концу, и мы традиционно подводим итоги прошедших месяцев работы, ставим цели и задачи на будущее. Уже второй год наша страна живет в условиях пандемии. Отечественная промышленность и торговый сектор всё это время работают с максимальной отдачей, адаптируясь к меняющимся потребностям рынка, развивая новые форматы и выпуская новую импортозамещающую продукцию...

Подведены итоги работы российской промышленности в 2021 году

Министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров посетил Краснодар с рабочей поездкой, где провел Координационный совет по промышленности, встретился с главой региона Вениамином Кондратьевым и ознакомился с продукцией уникального производства солнечных и аккумуляторных батарей для космической индустрии АО «Сатурн». Во вступительном слове на Координационном совете Министр в...

АЛРОСА назвала алмаз Кындыкан в честь проекта по поддержке малых народов Крайнего Севера

АЛРОСА присвоила наименование Кындыкан факту извлечения крупного желто-коричневого алмаза массой 91,86 карата в честь героини эвенского фольклора – маленькой девочки, которую 200 лет назад чудом нашли живой якутские охотники вблизи Верхоянских гор в родовом стойбище, все остальные жители которого умерли от оспы. Кындыкан стала символом стойкости, силы духа, самобытной ценности коренных ма...

14 Января 2009

Время углеродного волокна

Время углеродного волокна

Начальник управления маркетинга Светлoгoрcкoгo ПО «Химвoлoкнo» Алекcандр КОНОВАЛЬЧИК
Кoмпoзитные материалы из углерoдных вoлoкoн cегoдня ширoкo применяютcя в ракетнo-кocмичеcкoй oтраcли, авиационной промышленноcти, автомобилеcтроении, для изготовления продукции маccового потребления. Их производcтво – это cложный, многоcтупенчатый процеcc, cвязанный c активным применением нанотехнологий.

За поcледние годы cпрос на углеродное волокно на мировом рынке значительно вырос, и в дальнейшем эта тенденция сохранится. Еще в XIX веке Томас Эдисон впервые получил углеродную нить, обуглив хлопок. А первое производство было организовано 1960-е гг. в США и в СССР. Вискоза в 1970-е гг. уступила место полиакрилонитрильному (ПАН) жгутику как более подходящему для производства массовых сортов углеволокна, и тогда же начали применять другие виды сырья – нефтяной пек и различные смолы.

Сегодня на рынке массового углеволокна тон задают США, Япония и Германия. Наши технологии, к сожалению, так и остались на уровне 1970-х гг. Рынок углеродного волокна в силу своей специфики отражает реальные отношения между странами: технологию производства нельзя купить. Можно только разработать, а разработав, нужно постоянно развивать.

Рынок производителей

Ожидается, что по итогам 2008 г. производство углеволокна превысит 40 тыс. т. Из этого объема более половины будет сделано в Японии (компании Toray, Teijin, Kureha, Mitsubishi), а остальные 50% разделят между собой США (Cytec) и Германия (SGL). В список игроков в последнее время вошел и Тайвань (Formosa Plastics). Россия, к сожалению, все чаще упоминается экспертами в таблицах по массовым видам волокна в виде обозначений «n/d» (нет данных), или, что еще обиднее, «negl» (незначительно).

В Советском Союзе было восемь заводов по производству углеродного волокна. Из них осталось только два – государственное предприятие РУП СПО «Химволокно», расположенное в г. Светлогорске (Гомельская обл., Беларусь) и завод «Аргон» в г. Балаково (Саратовская обл., Россия). Белорусское предприятие делает углеволокно на основе вискозной нити, а завод в России – из ПАН жгута (везде прекурсор собственного производства, что в мировой практике уникальный случай). Оба производства сохранились исключительно благодаря государственной поддержке.

ЛУЧШИЕ В МИРЕ ТЕХНОЛОГИИ

Остался один вид волокна, где наши технологии по-прежнему лучшие в мире – на основе старой доброй вискозы. Это волокно правильнее называть графитовым по нескольким причинам, и в первую очередь из-за областей использования. Если волокно на основе ПАН применяется как конструкционный композит, где важна высокая прочность, то вискозное углеволокно дополняет и заменяет графит в высокотемпературных процессах. Более того, вискозное углеродное волокно применяется в первую очередь как углеродное, а не как сверхпрочное. Ведь, по большому счету, к сверхпрочным волокнам также относятся и не углеродные пара-арамиды: американский кевлар и японский тварон, которые способны заменять углеволокно как конструкционный материал, оставив «уголь» не у дел.

В Беларуси расположен самый крупный в мире цех по выпуску углеродного волокна на основе вискозы. Это подразделение предприятия «Светлогорское ПО “Химволокно”», входящего в состав государственного концерна по нефти и химии «Белнефтехим». Ни один производитель в мире не выпускает в пределах одной промышленной площадки и прекурсор и углеродное волокно.

Специалисты «Светлогорского ПО “Химволокно”», выделили семь направлений развития рынка, исходя из свойств волокна и предполагаемых готовых изделий, которые отображены в приведенной таблице.

Направления развития рынка химволокна

свойства

применение

вид волокна

1.

ТЕРМОСТОЙКИЕ ИЗДЕЛИЯ

применение основано на высокой термостойкости и низкой теплопроводности волокна

углерод-углеродные композиты для оснастки вакуумных печей,

углеродный войлок и плиты для термоизоляции вакуумных печей,

аблятивные композиты как компоненты ракетных двигателей,

защитные шторки из углеродной ткани для печей,

фильтрация расплавленных металлов (Карбопон).

все текстильные виды с температурой обработки не менее +1500ºС:

нити, ткани, трикотаж, войлок

2.

КОМПОЗИТЫ

подшипники скольжения и узлы трения,

фрикционные углеродные диски,

силовой бандаж для пресс-форм,

крепеж из УУКМ для тепловых узлов;

угленаполненные полиамид и фторопласт: форсунки для градирен,

детали погружных насосов,

детали изделий, работающих без смазки в агрессивных средах,

наборы деталей для сцепления,

радиаторные крышки,

торцевые уплотнения,

подшипники скольжения,

детали подвески автомобиля,

уплотнительные кольца в запорной арматуре, футеровка емкостей для агрессивных сред;

наполнитель для композитов: замена волокон углен и грален;

изготовление внешнего декоративного слоя на изделиях из стеклопластика: весла, лодки, молдинги.

все текстильные виды с температурой обработки не менее +1500?С:

нити, ткани, трикотаж, войлок

угленаполненный полиамид

жгут углеродный

3.

СОРБЕНТЫ

регулируемый уровень микро-, мезо-, макропор; большая поверхность пор;

регулируемая степень активации

фильтры: доочистка питьевой воды,

тонкая очистка водки,

очистка пищевых кислот;

нефтеловушки: регенерация гальванических растворов,

очистка воздуха;

защитная одежда: химические и отравляющие вещества,

респираторы,

противогазы,

поглотители запаха, в т.ч. гигиенические,

заживляющие салфетки для ожогов и сложных ран;

ионисторы (суперконденсаторы):

тяговые, пусковые.

сорбенты: ткани, войлок, ленты, сетка

4. ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛИ

гибкие и жесткие электронагреватели, включая высокотемпературные для вакуумных печей,

электронагревательная ткань,

ткань «Урал» как нагреватель большой мощности,

текстолитовые панели для обогрева,

теплые полы на основе углеродной ленты или нити,

обогреваемая одежда, матрацы,

инфра-красные нагреватели,

нагреватели автомобильных сидений,

углерод-углеродные высокотемпературные нагреватели,

обогреватели зеркал заднего вида в автомобилях; инкубаторы,

медицинские физиотерапевтические электроды,

контактные щетки из УУКМ для электродвигателей,

трехмерный катод (3D электрод) из войлока для электрохимического осаждения драгоценных металлов,

электрохимическая защита газо- и нефтепроводов;

снятие статического электричества в газо- и нефтепроводах.

графитированные углеродные материалы,

температура обработки +2200?С.

нити, ленты, ткани

5.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

салфетки для обработки ожогов и гнойных ран,

костные протезы из углерод-углерода,

энтеросорбенты (кишечные поглотители),

электроды для кардиографов.

все виды

6.

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ

футеровка трубопроводов и емкостей,

сальниковая набивка.

нити, ткани

7. РАДИОПОГЛОЩАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

защита от радарного обнаружения (техника, здания),

защита электронных носителей информации от несанкционированного доступа.

графитированные волокна

Экспортная линия

Первой страной, начавшей массовое применение углеродных материалов в промышленности, стала Южная Корея. Пример этой страны как нельзя лучше характеризует способность грамотно организованной экономики воспринимать новинки и реализовывать их возможности. Сегодня корейские бизнесмены, используя нить и ленту из углеродных волокон, производят широкий ассортимент изделий от греющих кабелей для теплого пола до промышленных инфракрасных нагревателей, которые поставляют на конвейеры корейских гигантов: Хендэ, Самсунг, ЭлДжи. Многие изделия продаются и в страны СНГ.

Ведутся поставки в Чехию (в г. Брно традиционно была сильна научная школа сорбции в контексте медицинской тематики). Так появились специальные салфетки из углеродной ткани, способствующие заживлению гнойных ран и ожогов. Еще в начале 1980-х гг. такие салфетки производили в СССР. Почему о них мало кто знал? Дизайн и упаковка не соответствовали этому высококлассному продукту, а чешский рынок производит эти салфетки в соответствии со стандартами ЕС, хотя суть салфетки осталась прежней.

Сравнительно быстро были налажены отношения с американскими компаниями, хотя регулярные поставки начались лишь недавно, да и то в небольших объемах. Медленно, но верно Штаты становятся страной, где все большее количество продукции импортируется, в основном из Азии. Но, тем не менее, сегодня большой процент уплотнений и термоизоляционных материалов производится из нашего углеволокна. Речь идет, прежде всего, об изделиях, рассчитанных на эксплуатацию в экстремальных условиях (агрессивные среды при высоких температурах либо вакуумная изоляция свыше +1300?С).

А вот освоить азиатские рынки, прежде всего китайский и индийский, оказалось далеко не простой задачей. Лишь несколько лет назад удалось установить отношения с фирмами, по-настоящему заинтересованными в продвижении углеродного волокна из вискозы в этот регион. В результате сегодня до 50% от общего количества всех т.н. «карбоновых нагревателей» изготавливают в Китае на основе тонкой углеродной нити марки «Урал» либо углеродного войлока «Карбопон». Кроме этого, ряд компаний, производящих монокристаллический кремний, применяют ткани и войлок для термоизоляции печей, работающих в среде аргона при температуре +1500?C. В Индию налажены поставки войлока для термоизоляции печей по производству оптоволокна.

Сегодня белорусское предприятие поставляет углеродные волокна в 25 стран (без учета территории СНГ). Но все еще впереди. Потенциально любой регион мира представляет собой рынок потребителей углеродных тканей. Например, ткань для тонкой очистки жидкостей эффективна даже при кустарном применении: не нужно никаких башен фильтрации, отстойников и т.д. Но еще есть и ниша нагревателей, и идеи производства поглотителей запаха и т.д.

Разработки

Уникальные идеи, долгое время пролежавшие «под сукном» либо реализованные в виде сигнального образца, постепенно внедряются в опытное и далее в массовое производство. Греющие кабели для теплого пола – разработка из Мытищ. Ткань для обогревающей одежды – из Костромы (в сотрудничестве с московскими специалистами). Порошок из измельченного волокна для очистки от токсинов – совместная разработка Минска, Киева и Москвы. Греющие панели и теплоизоляционные панели для вакуумных печей – из г. Хотьково Московской обл.

Сегодня сложно определить, кто первым предложил использовать активированную ткань для применения в нефтеловушках (на стадии тонкой очистки). Но факт в том, что до 40% нефтеловушек на заправках и мойках в СНГ укомплектованы именно тканью «Бусофит». О домашних фильтрах для очистки воды можно написать книгу.

Особую роль в развитии рынка углеволокна сыграли украинские предприниматели. Количество идей и начинаний, особенно в последние годы, поражает. От медицинских электродов до инфракрасных нагревателей. Киев, Львов, Симферополь, Одесса, Николаев, Харьков, Луганск, Днепропетровск, Запорожье. В этих городах в течение 20 лет постоянно появляются новые изделия из углеродного волокна.

Рынок России и СНГ в целом всегда был важен для нас не только объемом поставки, но и постоянно возникающими идеями. С уверенностью можно сказать, что еще как минимум полвека будут появляться все новые и новые виды товаров на основе углеродного волокна. И вряд ли можно найти другой вид сырья, обладающий таким высоким потенциалом с точки зрения реализации изобретательских идей.

Золота в мире ежегодно производят около 2500 т, а вискозного углеродного волокна – не более 500.

Углеродное волокно нельзя расплавить. На воздухе оно сгорит при температуре свыше 600?С, в вакууме станет газом после нагрева выше 3600?С.

В зависимости от температуры финальной обработки волокно может быть диэлектриком или проводником.

Углеродные ткани, ленты и нити способны сохранять свойства миллионы лет, как уголь в шахте.

В мире насчитывается не более 100 специалистов, знающих технологию производства углеволокна на основе вискозной технической нити.

Плотность углеволокна лишь на 40% больше плотности воды. Металлы с такой же термостойкостью весят в 10 раз больше.

СПОСОБНОСТЬ ПРИНОСИТЬ ПРИБЫЛЬ

Экономический кризис не отразился на углеродном волокне. Продажи растут. Причина проста. В самых общих чертах нынешние экономические сложности связаны с двумя глобальными «пере»:

1. Всеобщее перепроизводство. Не нужно столько автомобилей, не нужно столько бытовой техники, не нужно столько одежды, мобильников и т.д. Настал момент, когда мировое население не может дальше продолжать гонку обновок, навязанную монополиями через рекламу.

2. Всеобщая переоценка реальной стоимости. Слишком дорогая нефть, жилье, машины, образование, авиабилеты и пр. Многолетняя глобальная финансовая пирамида развалилась.

Но углеродное волокно и изделия на его основе все еще далеки как от глобального распространения, так и от неоправданно высоких цен. За этот товар просят справедливую цену, предлагая взамен качество ХХI века. Возможно, это как раз и есть еще одно важное свойство углеродного волокна – способность приносить прибыль в таких экономических условиях?

Кол-во просмотров: 18207
На правах рекламы