ИСТИНА

Этилен-пропиленовые и этилен-пропилен-диеновые каучуки (СКЭП и СКЭПТ, EPM и EPDM с англ.) – широко востребованные эластомерные полимерные материалы, используемые в автомобилестроении, резинотехнической и кабельной промышленности, производстве строительных материалов, ударопрочных пластиков и многих других отраслях народного хозяйства [1,2]. Достоинствами таких каучуков являются химическая стойкость (устойчивость к действию кислот, щелочей, полярных реагентов), озоностойкость, устойчивость к погодным воздействиям, широкий температурный диапазон эксплуатации (-50°С - +130°С), возможность функционализации и вулканизации по диеновым звеньям, а также введения в каучук больших количеств армирующих наполнителей (например, сажа) и масляных пластификаторов. Ежегодно сфера применения СКЭП(Т) расширяется и потребность в материале растет. За последние 6 лет открыто 7 новых производств EPDM с мощностью 75 – 220 тыс. тонн/год. Мировой рынок EPDM по данным аналитического агенства Research and Markets оценивается в 856 млн. $ USD в 2021 г., по прогнозам в 2026 г он достигнет 1214 млн. $ USD. Прогнозируемый совокупный среднегодовой темп роста производства составит 7.2% в период с 2021 по 2026 год [3]. В России существует только одно предприятие по производству СКЭПТ – ПАО «Уфаоргсинтез». Предприятие выпускает 4000 тонн в год каучуки на устаревших технологиях, основанных на низкоэффективных ванадиевых катализаторах. Спрос на СКЭПТ в России высок и импорт EPDM составляет более 80%. Требуется разработка новых эффективных технологий и строительство предприятий по производству СКЭПТ на их основе [4]. Современные эффективные технологии производства этилен-пропиленовых каучуков основаны на применении гомогенных моноцентровых металлоценовых и пост-металлоценовых катализаторов. Привлекательность таких каталитических систем обеспечивается их высокой активностью, стабильностью при высоких температурах проведения синтеза, высокой способностью к внедрению сомономера, монотипностью активных центров и, как следствие, однородностью микроструктуры и композиционного состава получаемых каучуков. Однако, их недостатком является высокая стоимость используемого активатора, метилалюмоксана (МАО), который обеспечивает максимальную активность катализатору при необходимых высоких мольных избытках к металлоорганическому комплексу (103-104). Следует отметить, что в России отсутствуют производства МАО. В Институте проблем химической физики РАН (ИПХФ РАН) разработаны новые эффективные изобутилалюмоксановые и арилоксид изобутилалюминиевые активаторы диметильных металлоценовых катализаторов для сополимеризации этилена (Э) и пропилена (П) и терполимеризации этилен-пропилен-5-этилиден-2-норборнен (ЭНБ). Активирующая способность этих активаторов при низких мольных соотношениях Al/М (≈ 102) сопоставима с МАО. С участием новых активаторов и диметильных металлоценовых комплексов разработаны новые эффективные металлоценовые каталитические системы для синтеза СКЭП(Т). Варьированием компонентов системы можно регулировать активность каталитической системы (от 70 до 4600 кг сополимера/моль М*ч*атм), содержание сомономеров в сополимерах (П до 39 вес. % и ЭНБ до 18 вес. %), молекулярные массы (Mw=60 – 500 кDa), прочность на разрыв (2- 20 МПа) и удлинение при разрыве (100 – 1000%) сополимеров. Полученные результаты указывают на перспективность применения новых каталитических систем для синтеза СКЭПТ с широким набором свойств и их высоком потенциале для включения в список катализаторов при создании новой отечественной технологии производства каучуков СКЭПТ. Работа выполнена по государственному заданию Министерства науки и высшего образования РФ, № гос. регистрации АААА-А19-119041090087-4, в рамках тем. карты №0089-2019-0008. Литература 1. P.S. Ravishankar, Treatise on EPDM. Rubber Chemistry And Technology, 85 (2012), 327–349. 2. Н.М. Бравая, Е.Е. Файнгольд, Э.Р. Бадамшина, Е.А. Сангинов “ Успехи в синтезе этилен-пропилен-диеновых эластомеров ионно-координационной полимеризацией на моноцентровых каталитических системах новых поколений”, Высокомолекулярные соединения. Серия С, 2020, 62, №1, 1-17. 3. Global EPDM Market by Application (Automotive, Building & Construction, Plastic Modification, Tires & Tubes, Wires & Cables, Lubricant Additives) and Region (North America, Europe, Asia-Pacific, Middle East & Africa, South America) - Forecast to 2026. https://www.researchandmarkets.com/r/wnupt0 4. Проект стратегии развития химического и нефтехимического комплекса до 2024 года и на период до 2035 года