ИССЛЕДОВАНИЯ — ТЕХНОЛОГИИ — ПРОИЗВОДСТВО. Современная наука нацелена не только на фундаментальные, но и на прикладные исследования

В отраслевой структуре Беларуси предприятия химического комплекса занимают третье место. На долю организаций нефтехимической отрасли, которых объединяет концерн «Белнефтехим», приходится около 30% промышленного производства страны. В научном сопровождении химической отрасли традиционно участвует ряд организаций Национальной академии наук: Институт химии новых материалов, Институт общей и неорганической химии, Институт физико-органической химии, Институт биоорганической химии, Институт механики  и металлополимерных систем имени В.А. Белого и другие.

За последние годы взаимодействие науки и промышленных предприятий значительно укрепилось во многом благодаря тому, что современная наука нацелена не только на фундаментальные, но и на прикладные исследования, то есть на получение законченного результата разработки и ее внедрение.

— Каждый институт ориентируется на решение комплексных задач и реализацию полного цикла: исследования — технологии — производство. И это на уровне Академии наук воплощают в жизнь наши сотрудники, — рассказывает главный ученый секретарь Национальной академии наук Беларуси доктор химических наук Андрей Иванец. — Сегодня руководство Академии наук ставит задачу организовать на базе исследовательских институтов опытные участки для отработки новых методов и лабораторных технологий, для создания опытных образцов и их серий перед масштабированием в большом производстве. Это касается и так называемой малотоннажной химии.

В качестве одного из примеров Андрей Иванец приводит Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси:

— Ученые ИОНХ работают над созданием химических реагентов и материалов для предприятий концерна «Белнефтехим» и других организаций химического комплекса, в частности технологических процессов обогащения сильвинитовой руды с повышенным содержанием глинисто-карбонатных минералов, глубокого обезвоживания глинисто-карбонатных шламов, производства гранулированных калийных удобрений методом окатывания и т.д. В то же время ученые сотрудничают и с другими отраслями промышленности.

Так, специалисты ИОНХ разработали инновационную технологию производства активной упаковочной бумаги, продлевающей сроки хранения пищевой продукции. Например, создали функциональные добавки для бумаги, сочетающие заданный уровень бактерицидности, гигроскопичности, паро- и влагопроницаемости и многих других характеристик. Существенным требованием к добавкам является то, что все входящие в их состав реагенты должны быть безвредными. В настоящее время используются лишь те, которые относятся к категории пищевых добавок и к тому же настолько прочно фиксируются бумагой, что гарантированно не переходят в пищевую продукцию, контактирующую с упаковкой. В отличие от традиционной полимерной пленочной упаковки бумажный материал является полностью биоразлагаемым. В перспективе — разработка бумаги, содержащей катализатор, который регулирует концентрацию выделяемого фруктами этилена и, соответственно, скорость созревания фруктов: задержит процесс их перезревания либо поспособствует их дозреванию — это будет зависеть от состава бумаги. В целом по разработкам ИОНХ в 2020 году планируется выпустить 200 тонн средств для ухода за садово-парковыми культурами, 80 тонн упаковочной бумаги с барьерными и консервирующими свойствами. На производственных участках, созданных на базе ряда небольших профильных частных производственных компаний, уже изготовлены промышленные партии термостойкой краски, водно-дисперсионной грунтовки, водоразбавляемого эпоксидного лака, силикатной пропитки для защиты деревянных конструкций от биопоражений.

Помогает развивать малотоннажное производство и Институт физико-органической химии НАН Беларуси. Здесь создан ряд уникальных опытно-промышленных установок и стендов, которые позволяют испытывать и масштабировать лабораторные разработки, а также выпускать собственную продукцию, в том числе мембранные полотна и волокнистые хемосорбенты. Например, ученым института принадлежат идея и разработка новых хелатных азот-, фосфорсодержащих сорбентов на основе промышленных полиакрилонитрильных волокон, на один из которых получен патент Российской Федерации. Кроме того, за рубежом пользуется спросом белорусское микроудобрение «Наноплант», созданное в ИФОХ на основе стабилизированных коллоидных растворов наночастиц соединений ряда микроэлементов. В прошлом году его экспортные поставки в страны Балтии и Польшу удалось увеличить в 1,5 раза.

---

Микроудобрения — это препараты нового поколения на основе наночастиц микроэлементов. Сверхпроницаемость наночастиц «Нанопланта» через мембраны растительных клеток позволяет обеспечить высокий эффект, а расход препарата в 200 раз ниже, чем у лучших солевых и хелатных микроудобрений. «Наноплант» протестирован на токсикологическую безопасность, испытан практически на всех выращиваемых в Беларуси культурах и зарегистрирован, имеет европейский сертификат-разрешение на использование в органическом земледелии.

 

---

Также на счету ученых ИФОХ — композитный материал (препрег), созданный с использованием разработанных отвердителей из возобновляемого терпеноидного отечественного сырья. Этот материал включает в себя эпоксидную смолу, отвердитель, растворитель и многофункциональные добавки для применения в сочетании с древесными и полимерными материалами при производстве пластиковых лыж.

— Так, выпущена опытная партия пластиковых лыж под известной белорусской маркой «Телеханы» с использованием наших последних передовых научных разработок, — подчеркивает Андрей Иванец.

В Институте химии новых материалов НАН Беларуси в рамках развития малотоннажного производства также создан ряд опытных производств и линий, позволяющих выпускать материалы и компоненты ЖК-устройств, красители, люминофоры и др. Многие исследования и разработки ведутся по заказу предприятий нефтехимического комплекса страны, и в первую очередь — ОАО «СветлогорскХимволокно».

— Плодотворное сотрудничество с этим предприятием сложилось благодаря тому, что его руководство искренне заинтересовано в научном сопровождении производственных процессов и не только доверяет науке, но и идет с ней в одном темпе, — говорит заведующий отделом физико-химии тонкопленочных материалов, почетный директор ИХНМ академик НАН Беларуси Владимир Агабеков.

Несколько лет назад успешно завершились совместные исследования ученых и производственников по улучшению свойств волокна арселон. Эти работы велись в рамках соответствующей Программы Союзного государства. С повышением кислородного индекса волокна до 32-х арселон из группы «горючие трудновоспламеняемые» перешел в группу «негорючие материалы».  

— Похожие волокна выпускают в России, но они значительно уступают белорусским по физико-химическим характеристикам, — утверждает Владимир Агабеков. — По нашей разработке в ОАО «СветлогорскХимволокно» была построена опытно-промышленная установка, где уже произведено 42 тонны этого бромированного волокна. Арселон — первое и единственное в мире термостойкое волокно на основе поли-пара-фенилен-1,3,4-оксадиазола, выпускаемое в промышленном масштабе.  

 В 2020 году планируется завершить работу по получению светостабилизатора для волокна арселон. Особенность проекта в использовании исключительно отечественного сырья, что позволит избавиться от зависимости от импортных поставок светостабилизатора и обеспечить устойчивый выпуск продукции светлогорского предприятия. Уже построена опытно-промышленная установка, рассчитанная на производство 25 тонн модифицированного волокна в год. 

Кроме того, совместно с коллегами из Института механики и металлополимерных систем имени В.А. Белого ученые ИХНМ большое внимание уделяют разработкам биоразлагаемых материалов, а вместе со специалистами «СветлогорскХимволокно» занимаются развитием аддитивных технологий, в частности, создают материалы для 3D-печати. Это — задание в рамках Государственной научно-технической программы «Малотоннажная химия». К слову, как показывает предыдущий опыт сотрудничества этих двух организаций — ИХНМ и «СветлогорскХимволокно», научное сопровождение инновационных проектов позволяет ускорить процессы опытно-промышленной апробации и внедрения в производство результатов научно-технической деятельности.

В настоящее время в ИХНМ близится к завершению работа по приданию повышенных биоцидных характеристик нетканым материалам.

— Мы модифицировали волокнисто-пористые материалы на основе полипропилена, которые сейчас тестируют на применение в средствах защиты органов дыхания, — говорит Владимир Агабеков. — Видим неплохие результаты, на которые можно будет рассчитывать в борьбе в том числе с коронавирусом. Через несколько месяцев планируем получить и предложить к промышленному выпуску, например, в ОАО «СветлогорскХимволокно» материал с адсорбционной и фильтрационной, в том числе бактериальной, способностью 94—95%.

— В последнее время мы во многом переориентировали наши химические исследования для борьбы с коронавирусной инфекцией, — подытоживает Андрей Иванец. — В Национальной академии наук Беларуси сформирован комплексный план проведения научных исследований, который включает разработки практически всех наших отделений. С использованием приемов биоинформатики, супервычислительных компьютерных систем мы работаем над поиском новых химических соединений, потенциально эффективных в борьбе с коронавирусом.

ФОТО Виктория Анискевич-Клопоцкая