Transcript Folie 1
Slide 1
Нанокомпозиты в полиолефинах: новые
возможности
И.А. Зайцев, к.т.н.
Конференция «Полипропилен-2009»
Москва, 31 марта 2009.
Slide 2
LyondellBasell – в авангарде исследований и инноваций в
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 топлива с
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
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
2
Slide 3
LBI предлагает клиентам широкий ассортимент продукции
Четыре направления:
•Полимеры
•Химические вещества
•Топливо
•Технологии
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
•
Дополнительные преимущества:
– Вертикальная интеграция производства
– Широкий ассортимент продукции
– Гибкость производственных процессов
– Передовая технологическая база
– Операционное совершенство
3
Slide 4
Продукцию LBI применяют во многих сегментах
рынка
• Продукция LyondellBasell – основа для производства множества
товаров и вещей, ежедневно используемых людьми
Сегментация основана на доходах
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
4
Slide 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
•
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
Др. Карл
Циглер
новых областей применения (пленки, волокна и т.д.)
Непревзойденный ассортимент продуктов, включая основные
и специальные марки полиолефинов
5
Slide 6
LyondellBasell ведет исследования нанокомпозитов, для
реализации возможностей улучшения свойств
полиолефинов
Электропроводимость
Прозрачность (стекла)
Термическая проводимость
Прочность
Газонепроницаемость
Тепловая деформация
Стойкость к царапанью
Стойкость к UV
Постоянная анти-статичность
Печать на изделии
Огнестойкость
Улучшение существующих свойств
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
Новые свойства
6
Slide 7
Существующие типы наночастиц, применяемые с
полиолефинами
Нанонаполнитель –
неорганический наполнитель с
хотя бы одним размером
порядка нанометра, менее 500
нм, примеры:
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
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
7
Slide 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
Для того же объема:
Нанокомпозит на
основе ПП
1 частица (1 мк)
=
< 10% полимера в непосредственном
взаимодействии
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
10 9 наночастиц (1 нм)
> 90% в межфазном
взаимодействии!
8
Slide 9
Применение нанокомпозитов на основе полипропилена
позволяет улучшать свойства нетканых материалов
Спанбонд – физико-механические свойства
90
+30%
+30%
80
+16%
+16%
Сила в Н – удлинение в %
70
60
50
40
+24%
+24%
30
Стандартный полипропилен
для нетканых материалов
+16%
+16%
Нанокомпозит на основе ПП
20
10
0
(1) и (2) - продольное и поперечное усилие на разрыв, (3) и (4) удлинение при разрыве – при продольном и поперечном усилии
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
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
9
Slide 10
Применение нанокомпозитов на основе полипропилена
позволяет улучшать свойства пленок
Анализ зависимости усилия/растяжения для BOPP-пленки
40
+27 %
30
+3 %
Стандартный полипропилен
для нетканых материалов
Нанокомпозит на основе ПП
20
+13 %
10
0
Модуль изгиба
(МПа/100)
Усилие на разрыв
(МПа/10)
Удлинение при разрыве
(%)
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)
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
10
Slide 11
Водо- и газопронцаемость пленок при применении
нанокомпозитов на основе полипропилена – дополнительные
возможности для клиентов
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
Снижение показателя проницаемости
-10
-20
Вода
-30
Кислород
Углекислый газ
-40
-50
-60
Содержание алюмосиликатов, по массе (%)
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
11
Slide 12
Равномерная дисперсия наночастиц в матрице на
основе полипропилена
Отличная дисперсия и распределение слоев наночастиц
ТЭМ-Микроскопия
в нанокомпозитах на основе полипропилена
Волокна нетканых
материалов
5000 нм
200 нм
BOPP пленка
5-20 nm
500 нм
50 нм
Источник: LBI
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
12
Slide 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
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
Electric Conductivity
Transparency
Tenacity Gas Barrier
Thermal
Conductivity
Heat Distortion UV
Permanent
antistatics
New
Scratch
Direct surface
printing or painting
Fire-Retardency
Incremental
13
Slide 14
Спасибо за внимание!
Slide 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 обеспечивать безопасное и
законное использование продукции LyondellBasell. 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.
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
15
Нанокомпозиты в полиолефинах: новые
возможности
И.А. Зайцев, к.т.н.
Конференция «Полипропилен-2009»
Москва, 31 марта 2009.
Slide 2
LyondellBasell – в авангарде исследований и инноваций в
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 топлива с
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
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
2
Slide 3
LBI предлагает клиентам широкий ассортимент продукции
Четыре направления:
•Полимеры
•Химические вещества
•Топливо
•Технологии
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
•
Дополнительные преимущества:
– Вертикальная интеграция производства
– Широкий ассортимент продукции
– Гибкость производственных процессов
– Передовая технологическая база
– Операционное совершенство
3
Slide 4
Продукцию LBI применяют во многих сегментах
рынка
• Продукция LyondellBasell – основа для производства множества
товаров и вещей, ежедневно используемых людьми
Сегментация основана на доходах
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
4
Slide 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
•
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
Др. Карл
Циглер
новых областей применения (пленки, волокна и т.д.)
Непревзойденный ассортимент продуктов, включая основные
и специальные марки полиолефинов
5
Slide 6
LyondellBasell ведет исследования нанокомпозитов, для
реализации возможностей улучшения свойств
полиолефинов
Электропроводимость
Прозрачность (стекла)
Термическая проводимость
Прочность
Газонепроницаемость
Тепловая деформация
Стойкость к царапанью
Стойкость к UV
Постоянная анти-статичность
Печать на изделии
Огнестойкость
Улучшение существующих свойств
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
Новые свойства
6
Slide 7
Существующие типы наночастиц, применяемые с
полиолефинами
Нанонаполнитель –
неорганический наполнитель с
хотя бы одним размером
порядка нанометра, менее 500
нм, примеры:
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
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
7
Slide 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
Для того же объема:
Нанокомпозит на
основе ПП
1 частица (1 мк)
=
< 10% полимера в непосредственном
взаимодействии
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
10 9 наночастиц (1 нм)
> 90% в межфазном
взаимодействии!
8
Slide 9
Применение нанокомпозитов на основе полипропилена
позволяет улучшать свойства нетканых материалов
Спанбонд – физико-механические свойства
90
+30%
+30%
80
+16%
+16%
Сила в Н – удлинение в %
70
60
50
40
+24%
+24%
30
Стандартный полипропилен
для нетканых материалов
+16%
+16%
Нанокомпозит на основе ПП
20
10
0
(1) и (2) - продольное и поперечное усилие на разрыв, (3) и (4) удлинение при разрыве – при продольном и поперечном усилии
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
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
9
Slide 10
Применение нанокомпозитов на основе полипропилена
позволяет улучшать свойства пленок
Анализ зависимости усилия/растяжения для BOPP-пленки
40
+27 %
30
+3 %
Стандартный полипропилен
для нетканых материалов
Нанокомпозит на основе ПП
20
+13 %
10
0
Модуль изгиба
(МПа/100)
Усилие на разрыв
(МПа/10)
Удлинение при разрыве
(%)
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)
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
10
Slide 11
Водо- и газопронцаемость пленок при применении
нанокомпозитов на основе полипропилена – дополнительные
возможности для клиентов
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
Снижение показателя проницаемости
-10
-20
Вода
-30
Кислород
Углекислый газ
-40
-50
-60
Содержание алюмосиликатов, по массе (%)
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
11
Slide 12
Равномерная дисперсия наночастиц в матрице на
основе полипропилена
Отличная дисперсия и распределение слоев наночастиц
ТЭМ-Микроскопия
в нанокомпозитах на основе полипропилена
Волокна нетканых
материалов
5000 нм
200 нм
BOPP пленка
5-20 nm
500 нм
50 нм
Источник: LBI
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
12
Slide 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
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
Electric Conductivity
Transparency
Tenacity Gas Barrier
Thermal
Conductivity
Heat Distortion UV
Permanent
antistatics
New
Scratch
Direct surface
printing or painting
Fire-Retardency
Incremental
13
Slide 14
Спасибо за внимание!
Slide 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 обеспечивать безопасное и
законное использование продукции LyondellBasell. 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.
| www.lyondellbasell.com |
Licensing
15