perspektivy-razvitiya-issledovaniy-polimernyh-i-kompozitsionnyh-materialov-v-sovremennoy-himicheskoy-i-legkoy-promyshlennosti

УДК 675
О. Е. Гаврилова, Л. Л. Никитина, Ю. А. Коваленко
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛИМЕРНЫХ
И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СОВРЕМЕННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ
И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Ключевые слова: химическая индустрия, специальная химия, композиты, полимерные материалы.
В статье описывается современное состояние российской химической промышленности,
тематика исследований в области применения полимерных композиционных материалов для
производства изделий легкой промышленности.
Keywords: the chemical industry, special chemistry, composites, polymeric materials.
In article the current state of the Russian chemical industry, subjects of researches in a scope of
polymeric composite materials for manufacture of products of light industry is described.
Прежде чем что-то развивать, важно знать, есть ли для этого возможности. Cегодня
сложились
хорошие
предпосылки
для
модернизации
российской
химической
промышленности: 50% мировых запасов необходимого химии сырья находится на территории
РФ, что гарантирует стране независимость и стабильность на долгие годы, бурно растет спрос
на продукцию нефтехимии, российское правительство приняло ряд стратегий развития
смежных отраслей, в том числе и легкой промышленности, что дает возможность химическим
и нефтехимическим компаниям наращивать выпуск продукции, необходимой для их
реализации.
Вместе с тем существуют проблемы, требующие от управленцев мер по их устранению.
Сегодня российский химический комплекс выпускает продукцию так называемой базовой
химии. Конкуренты - страны Ближнего Востока, Индии и Китая - существенно развиваются в
качественном и количественном преобразовании мощностей, делая ставку на
высокопроизводительные установки, будь это аммиак, этилен, полиэтилен и т.д. Российские
мощности требуют серьезной модернизации и серьезного инновационного обеспечения,
практически не развита так называемая специальная химия, к которой западные компании
относят и инженерные пластики, композиты, лаки и краски последних поколений и другие
высокотехнологичные продукты. Российская химическая индустрия – это не только компании,
предприятия, малый бизнес или смежные отрасли. Это взаимодействие между ними, и
законодательство, и инвестиционный климат. Здесь за последние годы сделано многое.
Сегодня бизнесмены готовы вкладывать средства в отечественную экономику [1].
Российская химическая промышленность имеет огромный кадровый потенциал, не
совсем растерян и научный. Но сегодня отрасль пытаются развивать в отдельно взятых
областях и регионах. Считается, что если будет развиваться какая-либо область
промышленности, к примеру, авиапром или судостроение, то химия «сама подтянется». Но
конкурентоспособные современные продукты начинаются с современных материалов, красок,
топлив и т.д. В Германии, например, химия занимает 8% национального дохода, а в России
этот показатель меньше вчетверо, что соответствующим образом определяет
конкурентоспособность российских промышленных изделий. Стране необходимо
инициировать развитие внутреннего рынка потребления современных химических
материалов, причем сопряженно со стратегиями развития других отраслей, то есть с
комплексным подходом [1].
В последние годы исследования российских ученых в области химической
промышленности и смежных отраслей все чаще обращаются к теме применения в
производстве современных товаров из полимерных композиционных материалов. Так, на
127
пример, одним из перспективных направлений развития является разработка
высокотехнологичных жидкокристаллических дисплеев. Отдельный класс материалов
составляют жидкокристаллические композиты, диспергированные в полимерной матрице. По
структуре они чрезвычайно многообразны. Физические свойства ЖК композитов существенно
отличаются от свойств входящих в них жидких кристаллов. Это открывает новые
возможности в применении. Жидкокристаллическим (ЖК) (или мезоморфным) называют
состояние вещества, промежуточное между твердым кристаллом и изотропной жидкостью. В
твердом кристалле существует дальний порядок в расположении молекул и они, участвуя в
тепловом движении, как правило, не покидают положения своего равновесия. В изотропных
жидкостях отсутствует дальний порядок, и молекулы обладают высокой подвижностью. В
жидкокристаллическом состоянии вещество по своим реологическим свойствам подобно
жидкости – оно текуче, образует капли, принимает форму сосуда, в котором находится.
Вместе с тем, как твердый кристалл, оно имеет анизотропию оптических, электрических,
магнитных, механических и других свойств, что является следствием наличия определенного
порядка в расположении молекул. Жидкокристаллическое состояние свойственно многим
органическим (и ряду неорганических) соединениям, молекулы которых анизометричны, что
определяет наличие порядка в их расположении. Различают низкомолекулярные ЖК и
полимерные ЖК [2]. В настоящее время в США, на пример, ведутся разработки по созданию
гибких жидкокристаллических дисплеев. Перспективы применения данных технологий могут
быть разнообразны: медицина, армия и т.д.
Актуальным направлением исследований полимерных композиционных материалов
являются вопросы применения и переработки отходов различных производств [3,4],
применение композиционных материалов в производстве резинотехнических изделий [5], а
также вопросы производства разнообразных лаков и красок. В частности, закономерности
процессов взаимодействия пентафталевих связующих веществ с модификаторами разной
химической активности, возможность получения покрытий с защитными свойствами путем
активации пентафталевих связующих веществ различными добавками, математические
модели, которые описывают зависимость физико-механических и эксплуатационных свойств
покрытий от содержимого модификатора, рецептуры лакокрасочных композиций и оценка
новых лакокрасочных материалов (ЛФМ), созданных на базе пентафталевих связующих
веществ [6].
России и странах ближнего зарубежья в области легкой промышленности также
проводятся исследования в сфере применения полимерных композиционных материалов для
производства новых и совершенствования эксплуатационных свойств уже существующих
товаров народного потребления[7]. Наиболее активно разработки ведутся в сфере улучшения
физических свойств и внешнего вида натуральных текстильных материалов [8,9,10,11], а
также создания полимерных синтетических материалов [12] и отделки натуральных и
искусственных кож [13]. Разработаны полимерные композиции для создания оптических
эффектов на текстильных материалах. Новое направление, на базе термодинамического
подхода к выбору полимерных компонентов печатной композиции предполагает грунтовку на
основе оценки термодинамических параметров полимеров и расчета критерия
термодинамической совместимости. Целенаправленное использование несовместимости
полимеров разрешает с помощью смесей полимеров формировать на текстильных материалах
матовые эффекты. Исследован ряд примесей к смеси полимеров, которые обеспечивают
повышение качества и стойкости эффекта. Предложен композиционный полимерный состав
смеси, которая содержит формальдегид, а также рассмотрены пути повышения эффективности
использования пигментной технологии в процессе крашения текстильных материалов, которая
почти не используется из-за недостаточной стойкости окрашиваний и невозможности
получения интенсивно окрашенных тканей, высокой энергоемкости процесса. Определенные
пути повышения эффективности технологии предусматривают интенсификацию процесса
128
крашения на стадиях просачивания тканей пигментным красильным составом и термической
обработки.
Исследование использования полимерных композиционных материалов при
производстве искусственных и отделке натуральных кож позволило выявить закономерность:
отсутствие органических растворителей во время получения композиционных полимерных
материалов обеспечивает экологичность производства и эксплуатации. Таким образом,
исследования в области применения полимерных композиционных материалов при
производстве изделий легкой промышленности имеют огромный потенциал и значение, как
для науки и техники, так и для развития промышленности и повышения уровня жизни
современного общества.
Литература
1. Альбрехт, Э. Диалог с государством // Химия и бизнес, № 1 (89), - 2008. - C. 2 – 8.
2. Томилин, М.Г. Дисплеи на жидких кристаллах. Учебное пособие/ М.Г. Томилин, Г.Е. Невская Санкт-Петербург, 2010. – 82с.
3. Хаснулин, М.М. Разработка технологии переработки отходов силиконового производства и
композиционные материалы на их основе. : дис. ... канд. техн. наук. - Казань, 1998. – 185 с.
4. Галимзянова, А.Р. Синтез, свойства и применение полиолов на основе отходов жесткого
пенополиуретана. : дис. … канд. хим. наук. - Казань, 2003. – 192с.
5. Исмаилов, Ш.Ш. Разработка эластомерных композиций, наполненных тонкоизмельченными
отходами резинотехнического производства, и технология их получения. : дис. … канд.техн.наук. Ташкент.гос.техн.ун-т им.Абу Райхана Беруни, 1992. – 178с.
6. Черняк, Л.В. Товароведческая оценка пентафталевих лакокрасочных покрытий: автореф. дис... канд.
техн. наук. - Киев. нац. торг.-экон. ун-т, 2003. – 24с.
7. Гаврилова, О.Е. Использование полимерных композитов в производстве комплексных материалов
для изготовления изделий в легкой промышленности/ О.Е. Гаврилова, Ю.А. Коваленко, Г.И.
Гарипова// Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - №10. - С. 262 – 264.
8. Кулиш, И.М. Применения смесей полимеров для создания модных эффектов на текстильных
материалах: автореф. дис... канд. техн. наук. - Херсон, 2001. – 18с.
9. Самойленко, И.О. Повышение эффективности пигментной технологии при крашении
хлопчатобумажных тканей: автореф. дис.. канд. техн. наук. - Херсон. гос. техн. ун-т, 2001. – 19с.
10. Ксенжук, Н.И. Разработка и применение композиционных текстильно-вспомогательных веществ
для выбеливания хлопчатобумажных материалов: автореф. дис... канд. техн. наук. - Херсон. гос.
техн. ун-т, 2002. – 22с.
11. Погоревшая, О.В. Разработка полимерной композиции для крашения тканей пигментами: автореф.
дис... канд. техн. наук. - Херсон. гос. техн. ун-т, 2002. – 20с.
12. Шаталов, В.Г. Технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи: учебник
для сред.спец.учеб.заведений текстил.и легкой пром-сти / В.Г. Шаталов, Л.Е. Добрынина, Н.О.Нипот,
Л.М.Порватова, Б.В.Холоденко. - М. : Легпромбытиздат, 1993. – 62с.
13. Масленникова, Л.Д. Молекулярные взаимодействия, структура и свойства полимерных смесей для
отделки натуральных и создания синтетических кож: автореф. дис... д-ра техн. наук. - Киев. нац. ун-т
технологий и дизайна, 2002. – 18с.
_________________________________
© О. Е. Гаврилова – cт. препод. каф. конструирования одежды и обуви КГТУ; Л. Л. Никитина – доц.
каф. конструирования одежды и обуви КГТУ; Ю. А. Коваленко - cт. препод. каф. конструирования
одежды и обуви КГТУ, Julia_a_kov@mail.ru.
129