Химический хай-тек

Уникальные композиционные материалы для закрепления сотрудничества ОАО «Полоцк-Стекловолокно» с деловыми партнерами, высокотемпературная краска, созданная для горячих потребителей в отраслевой лаборатории лакокрасочных материалов, каталитические составы, активно фильтрующие воду на «Белшине», космически эффективные мембранные технологии — результаты интеграции производства и науки, нацеленной на импортозамещение, порой превосходят даже мировые аналоги.

В научном сопровождении отечественных предприятий химического комплекса, которые в отраслевой структуре Беларуси занимают третье место, традиционно участвует ряд организаций Национальной академии наук: Институт химии новых материалов, Институт общей и неорганической химии, Институт физико-органической химии, Институт механики и металлополимерных систем имени В.А. Белого, Институт биоорганической химии и другие.

О вкладе ученых в развитие химической отрасли страны расскажем на примере двух академических структур.

Институт физико-органической химии

Директор академик Александр Бильдюкевич:

— ИФОХ — правопреемник Института химии Белорусской академии наук, который ведет историю с 1929 года. В разные периоды коллектив ученых занимался решением задач, связанных с рациональным использованием минерального и органического сырья республики, изучением нефти на новых месторождениях и получением высококачественных нефтепродуктов на их основе, улучшением свойств каучуков и резин, исследованиями в области химии органических соединений, сорбции, кинетики и катализа. В настоящее время деятельность Института направлена на разработку научных принципов и технологий выпуска новых полимерных материалов с особыми свойствами (селективно-проницаемых, сорбционных, ионообменных, каталитически активных) для использования в промышленности, экологии, сельском хозяйстве, водоподготовке. А с учетом того, что в Беларуси сырьевая база для химической отрасли ограничена, на современном этапе мы все больше специализируемся в области создания наукоемких продуктов малотоннажной химии, доля сырья в стоимости которых относительно невелика, что выгодно для нашей страны.

По словам Александра Бильдюкевича, в 2021 году сотрудники ИФОХ акцент делали на разработках достаточно наукоемких композиционных материалов. Речь про так называемые препреги, которые широко используются в авиастроении, космической отрасли, а с точки зрения бытовых аспектов необходимы при производстве пластиковых лыж (напомним, в стране организовано производство пластиковых лыж в филиале «Телеханы» государственного предприятия «Беларусьторг»). Это было поручение Главы государства.

— В прошлом году нам удалось получить ключевые материалы в изготовлении таких продуктов, — подчеркивает директор ИФОХ. — Это композиты, которые позволяют отказаться от приобретения импортных аналогов австрийского производства. В их основе лежит стеклоровинг, производимый ОАО «Полоцк-Стекловолокно». На сегодня созданы два изделия — препрег армирующий — он придает прочностные характеристики лыжам, и препрег-флис — предназначен для склеивания этого «слоеного пирога», который представляет собой пластиковая лыжа. То, что в очень ограниченный срок сделано в нашей республике, — это огромное достижение всех участников процесса. Во-первых, в «Телеханах» создано современное производство, укомплектованное и технологиями, и оборудованием. Во-вторых, нам достаточно быстро удалось разработать материалы, на создание которых у зарубежных компаний уходят десятилетия. В работе, кстати, мы частично использовали лесохимическое сырье, производимое в нашей стране, что в перспективе позволит, на наш взгляд, существенно снизить себестоимость такой продукции.

По оценкам специалистов, вклад препрегов в себестоимость пластиковой лыжи достигает 40%. Сейчас прорабатывается вопрос об организации на базе ОАО «Полоцк-Стекловолокно» промышленного производства подобных импортозамещающих материалов.

Еще один пласт работы ИФОХ — органический синтез. Это, в первую очередь, методики модификации биологически активных соединений — иммуноглобулинов, РНК- и ДНК-вакцин, липосомальных реагентов для трансфекции.

— Особенность данного направления заключается в том, что необходимое количество таких реагентов измеряется граммами, однако в ряде случаев их стоимость достигает десятков, а иногда и сотен тысяч долларов за грамм, — говорит Александр Бильдюкевич. — Это классический хай-тек.

И наш отдел, который этим занимается под руководством Вадима Шманая, динамично развивается. На сегодня в рамках уже завершенных заданий ряда государственных программ в институте начато освоение новых видов инновационной продукции, включающих модифицированные вещества.

Институт общей и неорганической химии

Заместитель директора по научной и инновационной работе кандидат химических наук Александр Ратько:

— Одно из последних достижений коллектива ИОНХ — разработка высокотемпературной краски, которая выдерживает до 600 °C. Она находит применение на таких предприятиях, как БЕЛАЗ и МАЗ. Сейчас мы активно прорабатываем с этими заводами вопросы проведения опытно-промышленных испытаний нашей новой продукции.

Для экспериментов, поделился директор ИОНХ, использовались в том числе автомобильные глушители. Как известно, жар внутри выпускного коллектора при максимальной нагрузке на двигатель может достигать даже 700—800 °C,

но по мере приближения к выходу из системы газы охлаждаются, и глушитель автомобиля нагревается до 350 °C максимум. Краска, созданная белорусскими учеными, отлично зарекомендовала себя на всех этапах.

— Исследования выполнялись в отраслевой лаборатории лакокрасочных материалов, которая создана при поддержке ОАО «Лакокраска», — подчеркнул Александр Радько. 

— В рамках ее деятельности разрабатываются различного рода преобразователи ржавчины, грунтовки, те же краски, которые отличаются термоустойчивостью. Мы открыты к сотрудничеству со всеми промышленными предприятиями — потенциальными потребителями наших разработок, готовы предоставить образцы инновационной продукции и при необходимости выпустить ее опытные партии.  

Однако один из основных блоков деятельности ИОНХ — совершенствование технологии по добыче полиминеральных калийных руд. В этом плане у коллектива института наработан успешный опыт сотрудничества с предприятиями Калининградской области. Сегодня ИОНХ продолжает развитие темы с фирмами — сателлитами этих компаний. Упор делается на полный цикл научно-технологического сопровождения: от анализа сырьевых материалов до помощи в проектировании фабрик.

— В работе ориентируемся на то, чтобы все продукты, в том числе побочные, были использованы по максимуму с минимумом отходов, — рассказывает Александр Ратько. — Одним из примеров может служить флотационное обогащение руды, то есть ее обесшламливание. Помимо бесхлорных удобрений в формате простых солей планируем получать сложные комплексные удобрения. Для нашей страны это перспективное направление. Также намерены продолжать работу с «Беларуськалием» по расширению линейки уже производимых комплексных удобрений и совершенствованию технологии их производства.

Еще один блок деятельности ИОНХ связан с разработкой материалов для садовых и плодово-ягодных культур. Например, уже получили известность такие разработки, как садовый вар, садовая замазка, которые по сравнению с традиционными импортными аналогами отличаются хорошей удерживаемостью на растениях и продлевают срок их жизни. 

Кроме того, институт занимается водоочисткой: разрабатывает микрофильтрационные мембраны и установки для микрофильтрационной очистки воды, которые уже применяются на белорусских санаторно-курортных объектах.

— У нас действует как опытный участок по производству самих установок, так и совместный с ИХНМ участок по созданию каталитически активных фильтрующих материалов. Например, на «Белшине» мы уже реализовали достаточно большой проект по внедрению опытно-промышленной технологии хозяйственно-питьевого водоснабжения. Внедренная технология обеспечивает более эффективную очистку воды, высокую скорость фильтрации, низкий расход воды на собственные нужды и повышенную грязеемкость. Прогнозный срок службы каталитически активного фильтрующего материала — не менее 10 лет. Выполненные работы позволяют предприятию получать не только экономический, но и значительный экологический и социальный эффекты. А по эффективности эта технология превосходит мировые аналоги. Сегодня мы ищем новых потенциальных потребителей наших каталитически активных фильтрующих материалов для масштабирования этого проекта на других предприятиях и в других отраслях.

Еще одно направление деятельности ИОНХ, которое отметил Александр Ратько, — разработка ингибиторов для уменьшения отложения солей в водооборотных системах промышленных предприятий:

— Наши ингибиторы позволяют снизить скорость коррозии, которая согласно нормативным документам по ряду солей составляет, как правило, 0,1 мм² /год. Мы готовы подтвердить, что этот показатель может быть еще меньше. Зарубежные аналоги таких ингибиторов дороже наших на 30—35%. Таким образом, занимаясь фундаментальной наукой, мы стремимся к тому, чтобы результаты наших исследований и разработки находили практическое применение и помогали стране решать вопросы импортозамещения.

ФОТО Сергей Дубовик, Наталья Нияковская, Наталья Асташевич, открытые источники