Промышленности синтетического каучука - 90 лет!

Ко Дню российской науки и

90-летию промышленности

синтетического каучука

посвящается

Первым эластомерным материалом, с которым познакомилось население планеты, был натуральный каучук (НК). Его уникальные свойства стали особенно очевидны после открытия Чарльзом Гудьиром процесса вулканизации. Технический прогресс невозможно представить без использования каучука и резины.

К середине XIX века было установлено, что НК состоит из молекул диенового углеводорода — изопрена, но воспроизвести структурную формулу натурального каучука в лабораторных, а позднее и в промышленных условиях,  удалось лишь век спустя. Далее, кратко о том,  как создавалась промышленность синтетического каучука (СК) в нашей стране.

В начале 1926 г. высший совет народного хозяйства (ВСНХ) СССР объявил конкурс на лучшую работу по синтезу каучука, способного заменить натуральный в шинных и резинотехнических изделиях. К концу декабря 1927 г. группой исследователей необходимое, по условиям конкурса, количество каучука было получено. Лучшим предложением жюри конкурса признало работу группы ленинградских ученых, возглавляемых профессором С.В. Лебедевым, и было принято решение о развитии исследований в этом направлении. В 1928 г. в Ленинградском университете была создана лаборатория по синтезу каучука, руководимая профессором С.В. Лебедевым. В декабре 1929 г.  ЦК ВКП(б) принял специальное Постановление о каучуке, в котором ВСНХ было поручено максимально форсировать развитие каучуконосов и работу с синтетическим каучуком в порядке перевода этих работ в полузаводской масштаб с выпуском до 200 кг каучука в сутки.  Опытная проверка результатов, полученных С.В. Лебедевым и его коллегами, была осуществлена на опытном заводе Литер «Б», организованном в Ленинграде на Гутуевском острове на базе спиртоочистительного завода. Проект опытного завода был готов в июле 1929 г. и было начато строительство завода. 18 декабря 1930 г. был начат последовательный пуск производственных узлов опытного завода «Литер Б» и 15 февраля 1931 г. был получен первый блок натрий-бутадиенового каучука весом 200 кг. С тех пор 15 февраля 1921 года считается датой начала становления промышленности синтетического каучука в нашей стране. Еще в период строительства опытного завода «Литер Б» ВСНХ СССР принял решение о подготовке к строительству промышленных заводов синтетического каучука по методу С.В. Лебедева мощностью по 10 тыс. тонн в год каждый. Для первого завода была выбрана площадка рядом со строящимся Резинокомбинатом в г. Ярославле, второй и третий заводы было решено  строить в г. Воронеже и г. Ефремове Тульской области. Проектирование промышленных заводов было поручено группе московских инженеров. Учитывая большое значение создания в стране промышленности синтетического каучука, ВСНХ отнес строительство заводов к числу сверхударных строек. 7 июля 1932 г. в 13 часов из полимеризатора был выгружен первый блок промышленного синтетического каучука на заводе СК-1 в г. Ярославль (в последние годы существования этот завод назывался «СК-Премьер»). В октябре 1932 г. был пущен в работу Воронежский завод СК-2, в 1933 г. – Ефремовский завод СК-3, в 1936 г. Казанский завод CК-4. Таким образом, в начале тридцатых годов в Советском Союзе на основе трудов отечественных ученых была создана впервые в мире мощная и современная по тем временам отрасль по производству синтетического каучука, сыгравшая в период Великой отечественной войны огромную роль в деле обороны страны.

Как видим, первые промышленные синтетические каучуки представляли собой не продукты полимеризации изопрена, а полибутадиен, а также сополимеры бутадиена со стиролом. В основном они отвечали требованиям своего времени, но набирающий обороты технический прогресс поднимал планку и ставил задачи по созданию синтетического аналога НК и эластомеров со специальными свойствами, удовлетворяющими различным условиям эксплуатации. Возникла потребность в эластомерах, стойких к низким и высоким температурам, к воздействию агрессивных сред (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты), характеризующихся низкой газопроницаемостью и т.п. В 1945 г. завод Литер Б был преобразован во Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического каучука — ВНИИСК имени академика С.В. Лебедева (в настоящее время имеет статус ФГУП НИИСК). Открытие способа получения синтетического каучука С.В. Лебедевым и организация НИИ синтетического каучука явились мощным толчком для бурного развития исследований по созданию широкой гаммы синтетических каучуков (хлоропреновые, бутадиен-нитрильные каучуки, бутилкаучук, галобутилкаучук, кремнийорганические эластомеры, фтор- и фторсилоксановые каучуки, уретановые эластомеры, тиоколы и др.). На основе разработок ученых института было создано 14 крупнотоннажных производств синтетических каучуков, и в середине 80-х годов по общему объему выпуска СК страна вышла на первое место в мире.

В г.Воронеж был создан филиал НИИСК, где были сосредоточены исследования по эмульсионным каучукам и латексам, каучукам анионной растворной полимеризации и имеется серьезная производственная база. В филиале ведутся систематические работы по совершенствованию технологии производства каучуков эмульсионной полимеризации, он участвует в организации производств каучуков СКД-Л и ДССК.  Благодаря усилиям ученых филиала отечественные предприятия СК, выпускающие эти каучуки, имеют современные технологии, не уступающие технологиям ведущих зарубежных фирм.

Первый промышленный изопреновый каучук, приближающийся по свойствам к натуральному, был получен в 50-е годы прошлого века из изопрена-мономера с использованием литиевого инициатора. После открытия Циглером и Натта катализатора полимеризации олефинов на основе соединений титана и алюминийорганических соединений был разработан процесс получения более близкого структурного синтетического аналога НК — стереорегулярного полиизопрена с содержанием цис-1,4-звеньев до 96-97%. В промышленных масштабах производство изопреновых каучуков было создано в начале 1960-х годов практически одновременно в нескольких странах. В 1964-1965 гг. в СССР на Куйбышевском (г. Тольятти) и Волжском (г. Волжский Волгоградской области) заводах СК было организовано промышленное производство синтетического полиизопрена с торговой маркой СКИ-3 (торговые марки СКИ-1 и СКИ-2 относились к более ранним выпускам каучука с литиевым инициатором). В семидесятых-восьмидесятых годах прошлого столетия были организованы промышленные производства на Стерлитамакском заводе СК (ныне ОАО «Синтез-Каучук»), Нижнекамском нефтехимкомбинате (ПАО «Нижнекамскнефтехим») и Ярославском заводе СК. В середине восьмидесятых годов производство изопренового каучука в CCCР достигло одного миллиона тонн в год. В настоящее время производство изопренового каучука осуществляется на трёх предприятиях России с суммарной мощностью порядка 550 тыс. т  — ПАО «Нижнекамскнефтехим», ОАО «Синтез-Каучук», ООО «Тольяттикаучук» и объёмы производства составляют около  400 тыс. т в год.

В процессе развития промышленного производства СКИ-3 в технологию внесено много новаций, положительно отразившихся на потребительских свойствах каучука. Новым прогрессивным шагом в создании синтетического полиизопрена — аналога НК, явилась совместная разработка ученых НИИСК и специалистов ОАО «Синтез-Каучук» каталитических систем на основе неодима и гадолиния,  на основе которых выпускаются каучуки с торговой маркой СКИ-5, характеризующиеся лучшими структурными показателями и свойствами. Мощности по производству синтетического аналога НК в мире составляют порядка 940 тыс. т (данные 2019 г.). Мировые мощности по производству бутадиен-стирольных каучуков эмульсионной полимеризации (второй вид каучуков, производимых на нашем предприятии) составляют более 4 млн. т в год. В мире выпуском этого вида каучука занимаются около 20 предприятий, продолжают пускаться новые производства. В нашей стране четыре предприятия, выпускающие данный вид каучука имеют суммарную мощность 280 тыс. т в год, и производят они около 200 тыс. т разных марок эмульсионных бутадиен-стирольных каучуков, из которых порядка 20% приходится на долю ОАО «СНХЗ».          

В производстве НК также произошли серьёзные улучшения на базе современных агротехнических и промышленных достижений. Мировое производство и потребление НК превысило 13 млн. т в год, в то время как мировое производство всех видов синтетического каучука находится на уровне 15 млн. т в год (по состоянию на 2019 год).

Как видим, на рынке каучуков сложилась непростая конкурентная среда. Чтобы удержаться на плаву в этой среде, необходимо постоянно совершенствовать производственные процессы и качество  предлагаемой потребителям продукции. В этом деле без применения новых разработок науки, просто не обойтись, так, как это было сделано 90 лет назад, когда страна сделала рывок, создав собственную, стратегически важную отрасль – промышленность СК. Стерлитамакские  каучукоделы всегда отличались восприимчивостью к новому: к новым технологиям, к новым продуктам. Наша задача - сохранить то, что было создано трудами ученых, инженеров и рабочих разных специальностей, и преумножить все это ради нашего блага.

Материал подготовил:

Насыров И.Ш. - заместитель директора

по производству (по науке ОАО «Синтез-Каучук»)

 ООО «УК «ТАУ НефтеХим»»