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.

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как платформы освобождают ученых от рутины Как платформы освобождают ученых от рутины

В чем польза отечественных цифровых платформ?

РБК
Одежда-антистресс Одежда-антистресс

Что включить в дофаминовый гардероб

Лиза
Алексеевцы Алексеевцы

Русская революция пришла в образе бунта тыловых гарнизонов

Дилетант
Мемолог или вайб-менеджер: какие новые профессии придумал российский бизнес и зачем Мемолог или вайб-менеджер: какие новые профессии придумал российский бизнес и зачем

Какие необычные позиции появились в российских компаниях за последние пару лет

Forbes
Генно-модифицированные островковые клетки прижились у пациента без иммуносупрессии Генно-модифицированные островковые клетки прижились у пациента без иммуносупрессии

Успех эксперимента по пересадке генно-модифицированных аллогенных бета-клеток

N+1
Роман Михайлов: Страна в то время быстро лепила себя, как из пластилина Роман Михайлов: Страна в то время быстро лепила себя, как из пластилина

Режиссер Роман Михайлов — о снах и сказочных 90-х

Ведомости
Почему скрипят тормоза у машины и что с этим делать Почему скрипят тормоза у машины и что с этим делать

Почему возникает скрип тормозов и когда он действительно требует внимания

РБК
Чем ты это сказала? Чем ты это сказала?

Кто говорит с нами из колонок?

Men Today
10 фильмов про Супермена, от худших к лучшим 10 фильмов про Супермена, от худших к лучшим

Самые лучшие и самые худшие фильмы про Супермена

Maxim
Не боги горшки обжигают: за что мы благодарны Михаилу Горшеневу из «Короля и Шута» Не боги горшки обжигают: за что мы благодарны Михаилу Горшеневу из «Короля и Шута»

Семь вещей, за которые стоит поблагодарить Михаила Горшенева

Правила жизни
Что скрывается за модным словом «роялти» ? Что скрывается за модным словом «роялти» ?

Пассивный доход на интеллектуальной собственности: как работает роялти?

Наука и техника
Как написать в Ватсап без добавления контакта Как написать в Ватсап без добавления контакта

Разберем, написать в Ватсап без добавления номера в телефонную книгу

CHIP
Как выбрать фильтр для воды? Есть всего два важных параметра Как выбрать фильтр для воды? Есть всего два важных параметра

Разбираемся, как выбрать идеальную систему очистки воды

ТехИнсайдер
«Простая геометрическая фигура»: какую историю пережил «Черный квадрат» Малевича «Простая геометрическая фигура»: какую историю пережил «Черный квадрат» Малевича

История успеха наследия художника Казимира Малевича

Forbes
Крепкий иммунитет к переменам: почему мы сопротивляемся новому и как это изменить Крепкий иммунитет к переменам: почему мы сопротивляемся новому и как это изменить

Как работает психологический механизм под названием «иммунитет к переменам»

Forbes
«Радость из простых вещей»: как насладиться августом и не грустить об уходящем лете «Радость из простых вещей»: как насладиться августом и не грустить об уходящем лете

Как извлечь максимум пользы из последнего месяца лета

Forbes
4 книги, которые советует прочитать лидер книжного клуба Skolkovo Alumni Андрей Мигель 4 книги, которые советует прочитать лидер книжного клуба Skolkovo Alumni Андрей Мигель

Бизнес-литература, на которую стоит обратить внимание

Inc.
Анафилаксию при пищевой аллергии у мышей объяснили наследственностью Анафилаксию при пищевой аллергии у мышей объяснили наследственностью

Ученые разобрались в природе анафилактического шока при пищевой аллергии

N+1
Быстрые и буйные Быстрые и буйные

Как фристайл-мотокросс появился в России?

Men Today
Мост в небесах Мост в небесах

Некоторые современные мосты сооружают только для того, чтобы заинтриговать

Знание – сила
Кто живет на чердаке Кто живет на чердаке

Как оформить квартиру в стиле лофт, не ломая стены

Лиза
«Год Черной Обезьяны»: семейная сага о первых постсоветских десятилетиях «Год Черной Обезьяны»: семейная сага о первых постсоветских десятилетиях

Отрывок из романа-размышления о том, как прошлое определяет будущее

Forbes
Космическая пыль в междупланетном пространстве Космическая пыль в междупланетном пространстве

Наука в годы войны: астроном Фесенков об астероидах и космической пыли

Наука и жизнь
Облачный сервис Облачный сервис

Культурист Сергей Бойцов и его заоблачный достижения

Men Today
Люди погубили 110 эндемичных видов растений и животных Макаронезии Люди погубили 110 эндемичных видов растений и животных Макаронезии

Человек уничтожил уже 110 эндемиков в Макаронезии

N+1
Детектор дипфейков Детектор дипфейков

В России появится сервис для маркировки ИИ-контента и его выявления

Ведомости
Мысль как вечное движение, – или «Что такое интеллигенция»… Мысль как вечное движение, – или «Что такое интеллигенция»…

Беседа с Константином Кедровым о немецком философе Гегеле

Знание – сила
«Не слияние, а бордель»: как создатели «Южного парка» стали миллиардерами «Не слияние, а бордель»: как создатели «Южного парка» стали миллиардерами

Как мультсериал для взрослых о четырех мальчиках стал прибыльным феноменом?

Forbes
«Графиня де Монсоро» и «Граф Монте-Кристо»: лучшие экранизации произведений Александра Дюма «Графиня де Монсоро» и «Граф Монте-Кристо»: лучшие экранизации произведений Александра Дюма

Самые удачные экранизации произведений Дюма, которые вы могли не видеть

ТехИнсайдер
Сергей Батехин: Контролировать не всегда хорошо Сергей Батехин: Контролировать не всегда хорошо

Крупные российские инвестгруппы вынуждены переосмыслять свою роль в экономике

Ведомости
Открыть в приложении