Нанокомпозиты в полиолефинах: новые возможности

1. Нанокомпозиты в полиолефинах: новые возможности И.А. Зайцев, к.т.н. Конференция «Полипропилен-2009» Москва, 31 марта 2009.

2. LyondellBasell – в авангарде исследований и инновацийв полиолефинах, один из лидеров нефтехимической промышленности в мире • Слияние Lyondell Chemical Company и Basell Polyolefins в новую компанию LyondellBasell Industries - 20 декабря 2007 • LyondellBasell сегодня –это: • Один из крупнейших мировых производителей полимерных материалов, нефтехимической продукции и топливас суммарным годовым доходом $54.6 млрд. долл. США* • Мировой лидер в области технологий, производства и реализации полиолефинов • Первый на рынке окиси пропилена и его производных • Один из ведущих производителей топлива и продуктов нефтепереработки, включая биотопливо (ETBE). *доход за 12 месяцев, закончившихся 30 сентября 2008 года Licensing

3. LBI предлагает клиентам широкий ассортимент продукции • Дополнительные преимущества: • Вертикальная интеграция производства • Широкий ассортимент продукции • Гибкость производственных процессов • Передовая технологическая база • Операционное совершенство Четыре направления: • Полимеры • Химические вещества • Топливо • Технологии Licensing

4. Продукцию LBI применяют во многих сегментах рынка • Продукция LyondellBasell – основа для производства множества товаров и вещей, ежедневно используемых людьми Сегментация основана на доходах Licensing

5. LyondellBasell –исторический лидер в науке и инновациях в полиолефинах Катализаторные технологии • Нобелевские лауреаты 1963 г. за открытие полимеров полипропилена и полиэтилена • Лидер в разработке, производстве и продажах продвинутых катализаторных систем Др. Джулио Натта Технологии процессов • Разработана и внедрена технология первого в мире коммерческого производства полипропилена (1957), полиэтилена низкого давления (1955) • Лидер в лицензировании и применении технологий производств полипропилена и полиэтилена Продукты и области применения • Развитие использования полиолефинов через создание новых областей применения (пленки, волокна и т.д.) • Непревзойденный ассортимент продуктов, включая основные и специальные марки полиолефинов Др. Карл Циглер Licensing

6. Электропроводимость Прозрачность (стекла) Термическая проводимость Прочность Газонепроницаемость Тепловая деформация Стойкость к царапанью Стойкость к UV Печать на изделии Постоянная анти-статичность Огнестойкость LyondellBasell ведет исследования нанокомпозитов, для реализации возможностей улучшения свойств полиолефинов Улучшение существующих свойств Новые свойства Licensing

7. Нанонаполнитель – неорганический наполнитель с хотя бы одним размером порядка нанометра, менее 500 нм, примеры: Существующие типы наночастиц, применяемые с полиолефинами Металлические нано-кубы: 100 нм x 100 нм Слоистые алюмосиликаты (глины): 5 нм x 300 нм Нано-трубки: 10 нм x 1000 нм Фуллерены: 5 нм - 20 нм Licensing

8. Что делает применение нанокомпозитов привлекательным в сравнении с обычными материалами? Обычная смесь Межфазовое взаимодействие Наночастица < 100 нм Выше поверхность контакта 1 мк Стандартный композит на основе ПП Нанокомпозит на основе ПП Для того же объема: 1 частица (1 мк)=10 9наночастиц (1 нм) < 10% полимера в непосредственном > 90% в межфазном взаимодействии взаимодействии! Licensing

9. Спанбонд – физико-механические свойства 90 +30% +16% +16% +30% 80 70 60 Стандартный полипропилен для нетканых материалов 50 +24% +24% Нанокомпозит на основе ПП +16% 40 Сила в Н – удлинение в % +16% 30 20 10 0 (1) и (2) - продольное и поперечное усилие на разрыв, (3) и (4) - удлинение при разрыве – при продольном и поперечном усилии Применение нанокомпозитов на основе полипропилена позволяет улучшать свойства нетканых материалов Источник: LBI - Тесты показали значительное улучшение показателей усилия на разрыв и относительного удлинения при разрыве для спанбонда, произведенного из нанокомпозита на основе полипропилена по сравнению со стандартными марками Licensing

10. Анализ зависимости усилия/растяжения для BOPP-пленки 40 30 20 10 0 Удлинение при разрыве (%) Модуль изгиба (МПа/100) Усилие на разрыв (МПа/10) Применение нанокомпозитов на основе полипропилена позволяет улучшать свойства пленок +27 % +3 % Стандартный полипропилен для нетканых материалов Нанокомпозит на основе ПП +13 % Источник: LBI • Тесты показали улучшение в усилии и относительном удлинении при разрыве • в BOPP-пленке, произведенной из нанокомпозита на основе ПП, по сравнению со • стандартной маркой ПП для BOPP с аналогичными оптическими свойствами, • без ограничений производительности (без разрывов пленки) Licensing

11. Данные для водо- и газопроницаемости при различных уровнях содержания наночастиц алюмосиликатов в BOPP-пленке толщиной 20 мк 0 0 1 2 3 4 5 6 -10 -20 Вода -30 Кислород Снижение показателя проницаемости Углекислый газ -40 -50 -60 Содержание алюмосиликатов, по массе (%) Водо- и газопронцаемость пленок при применении нанокомпозитов на основе полипропилена – дополнительные возможности для клиентов Licensing

12. Равномерная дисперсия наночастиц в матрице на основе полипропилена ТЭМ-Микроскопия Волокна нетканых материалов BOPP пленка Отличная дисперсия и распределение слоев наночастиц в нанокомпозитах на основе полипропилена 5000 нм 200 нм 500 нм 50 нм Источник: LBI Licensing

13. Выводы • Сейчас - улучшение существующих свойств полиолефинов.Сложно доводить/удерживать добавленную стоимость на рынке • Новые свойства требуются от полиолефинов для прорывной инновации, для замены других, традиционных материалов Licensing

14. Спасибо за внимание!

15. Важная информация Прежде чем использовать продукцию компании LyondellBasell, клиенты и другие потребители должны сделать свое независимое заключение о том, что данный продукт подходит для предполагаемого применения. Они также должны обеспечиватьбезопасное и законноеиспользование продукцииLyondellBasell. Этот документ не является гарантией, явно выраженной или подразумеваемой, в том числе и гарантией коммерческой пригодности или соответствия специальному назначению. Кроме того, этот документ не подразумевает предоставление иммунитета от прав на интеллектуальную собственность, которыми располагает LyondellBasell либо третьи стороны. Никто не уполномочен выдавать любые гарантии, предоставлять иммунитет или принимать обязательства, за исключением уполномоченных сотрудников LyondellBasell в письменном виде. Если нет других подписанных соглашений, единственным способом удовлетворения всех претензий является замена продукта или возврат стоимости товара на момент покупки по усмотрению компании LyondellBasell, и ни при каких условиях LyondellBasell не несет ответственность за особые, косвенные, последующие, случайные, штрафные убытки, убытки, связанные с применением наказания. Licensing