Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение прикладных научных исследований, направленных на создание научно-технических основ технологии получения из фенолов и карбонильных соединений широкого спектра бисфенолов, являющихся мономерами в производстве полиэфиров общего и специального назначения, в том числе наноструктурированных поликарбонатов

Докладчик: Бальцер Александр Евгеньевич

Должность: Старший научный сотрудник

Цель проекта:
1. Формулировка задачи/проблемы, на решение которой направлен реализуемый проект. Основными научно-техническими задачами разработки научно-технических основ современной технологии получения бисфенолов являются: -детальное изучение каталитической реакции конденсации фенола с карбонильными соединениями с получением бисфенолов различных марок в зависимости от взятого карбонильного соединения; -поиск новых эффективных каталитических систем, позволяющих проводить процесс с максимально высокой конверсией исходных компонентов; -оптимизация технологических параметров синтеза с целью получения максимально возможного выхода конечного продукта и проведение комплекса мероприятий по очистке готового продукта. 2. Формулировка цели реализуемого проекта; конечного продукта, создаваемого с использованием результатов, планируемых при выполнении проекта; места и роли проекта и его результатов в решении задачи/проблемы. Формулировки даются в краткой форме, научно-популярным языком. Цель: Разработка научно-технических основ современной технологии получения бисфенолов для обеспечения отечественной промышленности исходными компонентами для производства полиэфиров с уникальными свойствами, в том числе конструкционных наноструктурированных поликарбонатов, и полному исключению импортных поставок и закупок импортных технологий.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Краткое описание основных результатов (основные практические и экспериментальные результаты, фактические данные, обнаруженные взаимосвязи и закономерности).
Основными планируемыми результатами проекта должны быть научные основы принципиальных технологических решений процесса синтеза широкого спектра бисфенолов с использованием новых универсальных наноструктурированных гетерогенных катализаторов, пригодных для синтеза любых марок бисфенолов, обнаружение закономерностей, взаимосвязанных последовательными стадиями их получения. Это будет являться заделом для последующей разработки технологии, выполнения опытно-технологических работ и промышленного внедрения результатов в различные области отечественной экономики.
2. Основные характеристики планируемых результатов (в целом и/или отдельных элементов), планируемой научной (научно-технической, инновационной) продукции.
Интеллектуальным и материальным результатом работ должен быть универсальный метод получения широкого спектра бисфенолов высокого качества с помощью высокоэффективных впервые разработанных твердых катализаторов для получения поликарбонатов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

3. Оценка элементов новизны научных (технологических) решений, применявшихся методик и решений.
Новизна предлагаемых исследований заключается в новом подходе к постановке научной и научно-технической задачи, позволяющей осуществить комплексное изучение процесса конденсации при получении широкого спектра бисфенолов с использованием новых универсальных наноструктурированных гетерогенных катализаторов, пригодных для синтеза любых марок бисфенолов, обладающих высоким качеством, по некоторым позициям превосходящим лучшие мировые образцы и являющихся исходными компонентами в производстве полиэфиров общего и специального назначения, в том числе наноструктурированных поликарбонатов.
4. Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.
Производство поликарбонатов в мире на основе бисфенолов, из-за их уникальных свойств, в настоящее время является бурно развивающейся отраслью. Расширяется номенклатура получаемых изделий. Большинство фирм, синтез бисфенолов, осуществляет также с использованием гетерогенного катализа, как наиболее перспективного. Однако рецептуры катализаторов и их физико-химические характеристики в литературе, в том числе и патентной, отражены, что естественно, только в общем виде. Поэтому первоочередной задачей наших исследований является разработка современных отечественных гетерогенных катализаторов, пригодных для синтеза любых марок бисфенолов, как уже известных, так и новых, причем упор будет сделан на высокие количественные и качественные показатели.
5. Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски.
Комплексные исследования, включающие изучение реакций конденсации фенолов с карбонильными соединениями, разработку новых каталитических систем для синтеза любых марок бисфенолов, оптимизацию технологического процесса, позволят создать основы для разработки отечественной универсальной технологии получения бисфенолов с показателями качества не уступающими, а по некоторым позициям превосходящими зарубежные аналоги и возможность получить результат, способный к правовой охране. Основными ограничениями и рисками на данном этапе исследований может быть изменение общей конъюнктуры рынка конкретного продукта и изделий из него, а при внедрении результатов разработки - серьезная зависимость отечественной экономики от импортных товаров и технологий.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Описание областей применения планируемых результатов (области науки и техники; отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться или планируемая на их основе инновационная продукция);
Учитывая уникальные свойства поликарбонатов, особенно в составе наноструктурированных композиционных материалов, потенциальными потребителями бисфенолов и поликарбонатов на их основе являются все ведущие отрасли промышленности: химическая, машиностроительная, строительство, автомобилестроение, авиационная, космическая, военная. В частности потребителями бисфенолов могут быть ОАО «Казаньоргсинтез» для увеличения мощности производства отечественного поликарбоната и создания новой его номенклатурной линейки.
2. Описание практического внедрения планируемых результатов или перспектив их использования;
Производство бисфенола для поликарбонатов на всех отечественных предприятиях осуществляется по зарубежным лицензиям. Рынок стран СНГ представлен российскими производителями бисфенола А – ОАО «Казаньоргсинтез» и ОАО «Объединенная нефтехимическая компания» (ОАО «Уфаоргсинтез»). На долю страны приходится чуть более 2% мирового производства, что существенно снижает эффективность отечественной химической промышленности и тормозит в значительной мере развитие потребляющих отраслей промышленности (машиностроительная, строительство, автомобилестроение и другие).
Поэтому реализация результатов предлагаемых исследований может иметь большое практическое значение при формировании научно-технологического задела для последующей разработки технологии, выполнения опытно-технологических работ и промышленного внедрения результатов отечественную экономику.
3. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие научно-технических и технологических направлений; разработка новых технических решений; на изменение структуры производства и потребления товаров и услуг в соответствующих секторах рынка и социальной сфере. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие исследований в рамках международного сотрудничества, развитие системы демонстрации и популяризации науки, обеспечении развития материально-технической и информационной инфраструктуры.
Универсальность разрабатываемого метода получения бисфенолов должны обеспечить:
-полное исключение импортных поставок и закупок импортных технологий,
-резкое увеличение мощности производимой продукции, начиная с бисфенолов,
-разработку технологии получения бисфенолов с улучшенными качественными характеристиками, в том числе впервые полученных, которая позволит расширить номенклатуры производимой продукции - поликарбонатов и тем самым инициировать во многих случаях развитие технологий и новых технических решений в областях, базирующихся на использовании поликарбонатов.

Текущие результаты проекта:
На первом этапе работы :
- проведен аналитический обзор современной научно-технической литературы;
- проведены патентные исследований по способам получения твердых (гетерогенных) катализаторов и способам получения бисфенолов - мономеров в производстве поликарбонатов, в том числе, наноструктурированных;
- в результате анализа научно-технической и патентной литературы был выбран ряд катализаторов, методов синтеза бисфенолов и ряд методов очистки сточных вод от фенолов, которые подходят для их дальнейшей научной проработки;
- проведена сравнительная оценка вариантов возможных путей исследований, как на теоретическом, так и на практическом уровне;
- результаты сравнительной оценки были подтверждены серией предварительных лабораторных экспериментов, что позволило получить более корректную информацию, отвечающую поставленным целям.
По результатам проведенных исследований, были разработаны технологические схемы, комплект эскизной конструкторской документации на лабораторную установку синтеза бисфенолов.
Полученные в рамках 1 этапа результаты позволяют четко сформулировать направления дальнейших исследований для успешного достижения поставленной задачи в соответствии с планом – графиком.