Полиуретаны сегодня переживают эпоху расцвета: их востребованность растет из-за роста тарифов на энергию, урбанизации стран Азии и появления новых способов производства современных материалов.

РБК

Современные материалы / Решение

Вспененные идеи

Полиуретаны сегодня переживают эпоху расцвета: их востребованность растет из-за роста тарифов на энергию, урбанизации стран Азии и появления новых способов производства современных материалов.

Текст Илья Носырев

Полиуретаны — одни из самых востребованных в наши дни полимеров: они обладают превосходными теплоизоляционными свойствами и в зависимости от структуры молекул отличаются широким спектром механических свойств. Из них можно делать как жесткие детали автомобилей, так и мягкий наполнитель для мебели — поролон. У продуктов из полиуретанов немало плюсов и с точки зрения экологии: многие из них поддаются практически полной переработке, а при сжигании не выделяют опасных веществ.

Широкое применение полиуретанов началось десятилетия назад, но именно сейчас они переживают эпоху расцвета. Суммарная емкость одних из самых широких сегментов этого рынка — твердых и мягких полиуретанов — сейчас оценивается в $46,05 млрд, а к 2021 году, согласно прогнозу Markets & Markets, достигнет $74,24 млрд. Растет спрос как на привычные, десятилетиями используемые виды продукции из полиуретана — пенопласты, поролоны, клеи и герметики, так и на новые материалы с уникальными характеристиками.

Среди основных драйверов роста рынка традиционных полиуретановых продуктов — повышение цен на энергию, увеличивающаяся востребованность теплоизоляционных материалов и стремительная урбанизация густонаселенных стран третьего мира, приводящая к настоящему «полиуретановому голоду» в строительстве, транспортировке, производстве мебели и т.п. Спрос на новые материалы повышается в силу их проникновения в относительно новые ниши, такие как сегмент спортивной одежды или биомедицинские технологии. Наконец, свою роль в увеличении рынка полиуретанов играет и снижение цен на сырье в силу освоения новых технологий их производства.

Курс на энергосбережение

Полиуретаны — один из инструментов для решения проблемы энергоэффективности. Например, в США, по данным департамента энергетики страны, около 56% энергии тратится на климат-контроль в помещениях. Использование материалов с улучшенными теплоизоляционными свойствами — один из основных трендов в энергосбережении: сейчас, по данным компании Grand View Research, более двух третей (около 67%) твердых полиуретанов в Европе и США используется для нужд строительства и производства холодильных камер и бытовых холодильников. Один из лидеров глобального производства полиуретанов — компания Covestro, чьи продажи в прошлом году составили €12,1 млрд, представила на проходившей в Дюсcельдорфе в октябре этого года выставке пластмасс и каучука «K 2016» ряд решений, связанных в том числе и с энергосбережением. Так, компания производит специальный полиуретановый наполнитель, который используется в композитном материале ветровых электрогенераторов. С его помощью можно кардинально снизить массу крыльев ветряков при увеличении их размера, тем самым уменьшив зависимость от силы ветра. Прорывом стала разработка в шанхайском FRP Research Institute нового композита для крыльев ветряков из наполнителя Covestro и стекловолокна ведущего китайского производителя фибергласса Chongqing Polycomp International Corp. Инновационные крылья достигают длины 37,5 м при существенном снижении массы.

Фото: пресс-служба

Универсальное открытие Отто Байера

В быту полиуретаны обычно ассоциируются с пенополиуретанами — мягким поролоном. Первый в мире полиуретан, синтезированный немецким химиком Отто Байером, тоже был вспененным, но довольно жестким. Это был твердый пенопласт, который использовали в композитных панелях в авиастроении уже того времени. А первые промышленные эластичные полиуретаны в компании Bayer AG разработали только в 1951 году. Но это было только начало — полиуретаны оказались «материалом с неограниченными возможностями», как справедливо назвали их химики. Модифицируя их состав, можно задать практически любые механические свойства. Из четырех столпов, на которых сегодня держится индустрия пластмасс, — полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола и полиуретана — последний является самым универсальным.

Поход на Восток

Традиционно главными потребителями твердых пенопластов были Северная Америка и Европа, однако сейчас сегмент прибавляет в основном за счет быстро растущих экономик Азии — Китая, Индии и Индонезии. По данным исследовательской компании Markets & Markets, спрос на полиуретаны в Азиатско-Тихоокеанском регионе составляет более трети от глобального спроса на эти материалы: 7,5 млн против 22 млн т в год, и почти весь объем в 2013 году приходится на долю Китая — остальным странам региона остаются единичные проценты. Сказывается бурная урбанизация населения в Поднебесной и вызванные ею ускорение темпов жилищного строительства и рост спроса на бытовую технику и мебель. В течение последних десяти лет спрос на полиуретан в Китае, по данным Utech Asia, ежегодно рос на 11,8%. В ближайшие десять лет, согласно прогнозу Grand View Research, спрос на полиуретан в Индии будет расти темпами, опережающими китайские, — 13,2% в год. Не последнюю роль в превращении Азии в лидера потребления этих материалов играет и перенос автомобильного производства в такие страны, как Таиланд, Вьетнам и Малайзия. Вплоть до 2020 года сегмент полиуретанов, используемых в автомобильной промышленности, будет прирастать в Азии на 5,3% ежегодно. Новые рынки возникают и растут не только в географическом смысле; например, растет востребованность новых категорий материалов. Так, согласно прогнозу Transparency Market Research, объем сегмента термопластичных полиуретановых пленок, который сейчас оценивается в $286,8 млн в год, к 2025 году почти удвоится, достигнув $516,9 млн. Примечательно, что эти пленки используются не только в традиционных сферах применения полиуретанов — строительстве и производстве автомобилей, но и в новой для них аэрокосмической отрасли.

Более широкий сегмент термопластичных полиуретанов в целом растет на 5% в год. Большая часть этих материалов, около 77%, по данным химической компании ISIS, используется для производства обуви, в частности спортивной. Наглядным примером столь привычного для полиуретанов «сочетания несочетаемого» — прочности и мягкости — может служить обувь для горнолыжников. Используя любой другой материал, невозможно достичь всех необходимых градаций от эластичности к жесткости в горнолыжном ботинке, какие, например, обеспечивает французская спортивная обувь Salomon из термопластичных полиуретанов компании Covestro, представленных на уже упоминавшейся выставке в Дюссельдорфе.

Технологии на кофейной гуще

В конкурентной борьбе компании стремятся снизить себестоимость производства полиуретанов. Ключ к экономичности производства лежит в использовании новых, порой совершенно неожиданных видов сырья. Пример — Dream Production, новый прорывной проект Covestro по получению полиуретана из атмосферного углекислого газа. Сейчас сырьем для полиуретана служат в основном нефтепродукты, и это ставит порог снижению их себестоимости. Исследователи Dream Production планируют заместить как минимум 20% получаемого из нефти оксида этилена дешевым углекислым газом. Когда опробованный в лаборатории процесс будет поставлен на поток, это не только удешевит производство полиуретана, но и поможет планете справиться с глобальным потеплением. Другое решение по использованию неожиданного и при этом крайне дешевого и экологичного вида сырья предложила команда из тайваньского Института промышленных исследований (ITRI). Оказывается, кофейную гущу, богатую полиолами, можно превратить в молекулы полиуретана. Разработанная в ITRI технология уже опробована в деле: получена полиуретановая ткань с отличными теплоизоляционными и влагозащитными свойствами. Из нее планируется производить спортивную одежду.

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Винные тренды 2025 года — мнения экспертов и героев проекта «РБК Визионеры» Винные тренды 2025 года — мнения экспертов и героев проекта «РБК Визионеры»

Тренды винной культуры в мире и мнения экспертов

РБК
Липецк: за рулем и пешком Липецк: за рулем и пешком

Как в Липецкой области мастера восстанавливают связь между прошлым и настоящим

Вокруг света
Она вышивает мечты Она вышивает мечты

Самая яркая звезда на небосклоне высокой моды Поднебесной — талантливая Гуо Пей

Y Magazine
Сошедший с орбиты Сошедший с орбиты

Как австралийцы изобрели «орбитальный» двигатель внутреннего сгорания

Наука и жизнь
Зажигаем звезды Зажигаем звезды

Подборка историй о людях, которые двигают прогресс небывалым

ТехИнсайдер
Керосиновая история Керосиновая история

Жизнь в послевоенном социализме делится на «время керосина» и «время газа»

Знание – сила
В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз

Сравнительная анатомия – старая наука, интеллектуальный опыт которой очень богат

Знание – сила
Китайское техно Китайское техно

Краткая история технологического идеализма

ТехИнсайдер
Индейка на взлете Индейка на взлете

Российское производство мяса индейки выросло почти на 4%

Агроинвестор
Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики

Как перовскитные солнечные элементы сделают энергетическую систему экологичнее?

Наука и техника
Вновь о темной материи Вновь о темной материи

Проблема темной материи всерьез привлекает ученых

Знание – сила
Искоренить фальсификат Искоренить фальсификат

Методики проверки, испытаний, идентификации продукции нужно совершенствовать

Агроинвестор
Ход слоном Ход слоном

Почему та или иная страна становится передовой, а потом вдруг отстающей?

ТехИнсайдер
Кочевая кузница Кочевая кузница

Путешествие в край шаманов за секретами якутских мастеров

Вокруг света
Новости науки Новости науки

Обнаруженная в ранней Вселенной грандиозная галактика и другие новости науки

Знание – сила
Монеты в восточной пыли Монеты в восточной пыли

Важным источником наших знаний об античной истории являются монеты

Знание – сила
Бурялом Бурялом

Перед ним появилась огромная голова зверя с вытянутой мордой и острыми ушами...

Наука и жизнь
Пережившие века Пережившие века

Обережные символы и представления о прекрасном, вшитые в традиционные ремесла

Вокруг света
Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика? Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика?

Чем интересна перспектива использования ядерного двигателя в космосе?

Наука и техника
Время спать Время спать

Хотите впасть в спячку до весны? Теоретически для этого нет никаких препятствий

ТехИнсайдер
Беззубый театр. Беседа на спорные темы Беззубый театр. Беседа на спорные темы

Продолжение статьи худрука Марка Розовского о современном театре

Знание – сила
Жила-была золотая рыбка Жила-была золотая рыбка

Как золотые рыбки из аквариумов угрожают экологии

Наука и жизнь
Система Юпитера: Ганимед и Каллисто Система Юпитера: Ганимед и Каллисто

Что делает Ганимед и Каллисто очень интересными космическими телами?

Наука и техника
Островский – революция в русском театре Островский – революция в русском театре

Гончаров, известный трилогией на букву «О», был интересным и метким критиком

Знание – сила
Учимся понимать наши растения Учимся понимать наши растения

Легко прочитать, как именно надо ухаживать за цветком, но почему именно так?

Наука и жизнь
Когда медицинские практики прошлого у нас в крови… Когда медицинские практики прошлого у нас в крови…

На протяжении почти 2000 лет для лечения болезней использовалось кровопускание

Знание – сила
Фотосинтез — «игра с огнём» для растения Фотосинтез — «игра с огнём» для растения

Каким образом свет «питает» растение и как вызывает химические реакции?

Наука и жизнь
Физика в поисках ответа на разгадку бытия: от Эйнштейна до Хокинга и Лоуренса Краусса Физика в поисках ответа на разгадку бытия: от Эйнштейна до Хокинга и Лоуренса Краусса

Почему существует Вселенная? Почему существует мир, почему в нем есть мы?

Знание – сила
Аграрный PR как часть стратегии развития компании Аграрный PR как часть стратегии развития компании

Какие эффективные инструменты маркетинговых коммуникаций используют в 2025 году

Агроинвестор
Созданы в России Созданы в России

Доля семян российской селекции в посевах приблизилась к 68%

Агроинвестор
Открыть в приложении