О проблемах внедрения нанотехнологий от НПП «Москатель» ( Саратов)

Большинство лакокрасочных производств, как и многие производства в последнее время устремились к увеличению производительности за счёт увеличения количества и мощности оборудования. Меж тем, в книге с красивым названием «Машины создания» Эрик Дрекслер, теоретик нанотехнологии, отмечает, что «При всех наших успехах в упорядочении атомов мы всё ещё используем примитивные методы упорядочения. При нашей имеющейся технологии мы всё ещё вынуждены манипулировать большими плохо управляемыми группами атомов». На примере производства ЛКМ я хотел лишь показать социальные преимущества нанотехнологии и реальность идей К.Э. Дрекслера и А. Кларка.

Нанотехнологическое производство ЛКМ оказалось практичным и экономичным (61 кВт/ч на тонну продукции). Высокие эксплуатационные свойства молекулярно организованной продукции вызывают восхищение даже у меня самого (например, эмаль КО-888 на стальной пластинке нагревается до красного каления стали: 700оС, затем бросается в холодную воду, пластинка изгибается вокруг стержня диаметром 3мм – трещин нет!).

Однако, внедрение-распространение нанотехнологии так же успешно, как экспорт революции! К тому же на нашем предприятии выпуск ЛК-продукции занимает лишь 30% объёма выпуска. В рамках, установленных Роспотребнадзором, нам разрешено заниматься научно-производственной деятельностью – разработкой технологий и малотоннажным производством (без указания тоннажа!). Так, что кроме ЛКМ мы выпускаем клеи, мастики пломбировочные, асфальтовые, гидроизоляционные, автомобильные противошумные, для заливки демпферных швов зданий и многое другое и для многих других целей:

• Например, мастику «Лигобит» использовали при строительстве ж/д переезда – склейки дорожных межрельсовых матов с асфальтовым покрытием, для изготовления дорожек картинга).
• А с ноября 2007 года наше предприятие налаживает выпуск и укладку (пока на собственной территории) асфальтобетонного покрытия. И вся эта продукция изготавливается с помощью нанотехнологии.
• В качестве перспективной НИОКР можно привести, например, создание «наноеды» – потенциального компонента питания. Химерическая молекула, которая содержит элемент энергетического цикла Кребса (биохимическая основа дыхания организма), соединённый с двумя триглицеридами подсолнечного масла – аналог знаменитых омега-ненасыщенных кислот, и хелатную группу для необратимого захвата тяжёлых металлов – катализаторов старения.

Важно отметить,что нанотехнология для нашего предприятия оказалась единственной формой выживания в нынешных условиях.

1) Предприятие из нескольких рабочих и 1 технолога (остальные обеспечивают бухучёт, работу с клиентами и работниками надзорных органов) производит более 30 видов продукции иногда в количестве 40 тонн в месяц.

Различным «Роснадзорам» невозможно объяснить существование производства ЛКМ практически без оборудования и обычных загрязнений. Основоположник нанотехнологии К.Э. Дрекслер, говоря о настольных фабриках, наверняка не мог предугадать, что это выход для малых производственных предприятий в России! Ведь с уменьшением производства уменьшаются претензии надзирателей!

2) Несмотря на всё ужесточающиеся экспертизы, разрешения, заключения и прочие бюрократические рогатки на пути товара к потребителю, качество выпускаемой на заводах продукции, колеблющееся от партии к партии, ухудшается.

• Так, акриловая дисперсия, произведённая на заводе, построенном англичанами в одной арабской стране и проданная в Россию посредниками, не содержит функциональных групп и является полимерной «болванкой».
• Такой же «болванкой» мы технологически считаем битум, после того, как две партии (по 150 тонн !), приобретенные у одного из заводов, оказались без асфальтогеновых кислот – веществ, благодаря которым чёрную массу можно называть битумом.

Молекулярная нанотехнология позволяет нивелировать качество поступающего сырья.

3) Нанотехнология позволяет также снизить, а порой даже исключить влияние «человеческого фактора». Работают молекулы с обусловленным поведением, а не люди с их «я подумал…, мне показалось…». Молекулы работают не по КЗоТу, и не по совести.

В.В. Путин поразился «небритому комару», показанному ему в микроскопе Курчатовского института. Телевидение при этом демонстрировало огромные институтские воздуховоды с многозначительными комментариями о необходимости закупки нового металлоёмкого оборудования для нано-исследований.

Прозвучал призыв на нанотехнологию денег не жалеть! После этого даже давно известные акриловые дисперсии стали нанолатексами. Постепенно приставка «нано-» стала брэндом передовой науки и продвинутой продукции. Нанотехнологией стала любая технология, использующая объекты размером в нанометры.

• Между тем, ещё в средние века с помощью «нанотехнологии» получали красное витражное стекло церквей и замков: наночастицы золота распределённые в массе стекла придавали ему красный цвет.
• Более того, в 19 веке от химии отделилась отдельная дисциплина, исследующая, получающая и управляющая частицами менее микрона (их,правда,тогда называли ультрамикроскопическими). Называется дисциплина коллоидной химией.
• В доперестроечные времена многие болезни в кабинетах ФТО лечились электрофорезом – устройством, управляющим движением наночастиц лекарств в теле человека. Так, что и наноматериалы и технологии управления ими были известны давно.

Газета «АиФ» [№4 (1421) в январе 2008 г.] привела высказывание премьер-министра В. Зубкова, о том, что денег на развитие нанотехнологии больше, чем идей. Какая же нанотехнология нужна нашему правительству?

Конечная цель развития нанотехнологии – создание устройства («машины создания»), позволяющего делать молекулярные дубликаты любых предметов, необходимых человеку, и веществ (газ и нефть тоже относятся к веществам!). Более того, основатели нанотехнологии прямо заявляют, что вслед за этим отпадёт надобность в промышленности и сельском хозяйстве (а тогда и в экологах и массе чиновнего люда!). Нужна такая технология правительству?

Возможно, невысказанное публично желание известно узкому кругу посвящённых (тому же курчатовскому институту или зеленоградским электронщикам). Например, это может быть желание создать наномеханический компьютер, в миллиард раз более компактный, чем на основе сегодняшней микроэлектроники и равнодушный к электромагнитному излучению противоракетных средств? Или дизассемблеры, в отличие от ассемблеров, разбирающие любые предметы до молекул. Оба этих элемента нанотехнологии описаны Дрекслером в качестве компонентов машины создания.

Но, заметим, что путь к ним лежит через архивирование, накопление опыта по созданию ассемблеров для неполной нанотехнологической сборки. Этим и занимается наше предприятие, самофинансируя научные работы: компьютерно-разработанные наномашины для конкретных молекулярных операций синтезируются лабораторно и проверяются в цехе. Выпускаемая с их помощью продукция коммерчески поддерживает наше существование. Разработанные наномашины (наноассемблеры) архивируются. Возможно, это пригодится автоматизированному проектированию, как это было в генной инженерии. А попутно… мы боремся с криминальными элементами и заказными проверками.

И хотя Саратовский центр наноиндустрии был создан одним из первых в России, а «Москатель» входит в него, местное Правительство до сих пор всё разрабатывает проект областной целевой программы по развитию нанотехнологий.

Говорят, что «эту страну всегда спасали партизаны». Так что наш небольшой нанопартизанский отряд с самоокупаемым производством, располагающийся на арендованных у государства 3,3 га, имеющий в узаконенной собственности 2 строения – готов объединиться или влиться в регулярную организацию.

Звоните. Тел.: (8452)72–65–71,73–41–29. [«В небе висит, пропадает звезда – некуда падать»…]

Кожевников Владимир Борисович, директор НПП «Москатель», г.Саратов

http://dv.sartpp.ru/news.php?…

Молекулярные нанотехнологии производства ЛКМ , ООО «Москатель» (Саратов)

Саратовское предприятие «Москатель» традиционно производит фасадные (ПС, ХВ, КО, АК, ВД-АК), отделочные, защитно-декоративные (ПФ-115, ПФ-115 ин, МА-11м, ВДКЧ), химстойкие (ХВ, ХС, ПФ-115 АН), термостойкие КО-888, КО-8104, КО-88 КО-814 и 813, ВД-краски и эмали, клеи, каучуко-битумные мастики, герметики и грунтовки, дорожно-размёточную краску, бордюрные краски, составы для укладки полимерных материалов на влажные и мокрые поверхности.

В последние годы на предприятии «Москатель» разработаны и успешно внедрены в производство ЛКМ молекулярные нанотехнологии с использованием специальных нанороботов-cборщиков ,так называемых ассемблеров.

«Москатель» – единственное в России предприятие, использующее фляшинг-процесс при изготовлении эмалей. Перетир пигментов производится в водной пасте с ПАВ на обычных жерновых мельницах. После фляшинг-процесса (перевода пигментов из водной фазы в органическую) с помощью наноассемблеров и ПАВ гидрофобизированная пигментная паста смешивается с практически любой лаковой компонентой.

Кроме модульной универсальности (имеется в виду ассортимент разнолаковой продукции на одном оборудовании – более 30 наименований) и физико-химических преимуществ (измельчение до первичных кристаллов), процесс позволяет достичь высокой экологической культуры и промышленной безопасности. Все термомеханические операции с краскообразующим материалом проводятся без растворителя, а пожароопасный и токсичный компонент – лаковая основа, привлекающий особое внимание Роспотребнадзора и противопожарного надзора, смешивается с краскообразующим компонентом в условиях, приемлемых для надзорных органов.

Причем, предприятие «Москатель» не только обеспечивает себя ассемблерами, но и продаёт их другим лакокрасочным предприятиям. Доля ассемблеров в объёме продаж растёт, в то время как производство ЛКМ остаётся примерно на одном уровне. Предприятие всё больше переходит на производство наукоёмкой продукции.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ АССЕМБЛЕРОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛКМ

• С помощью наномонтажа Хелацит- и МЕЗОЦИТ-ассемблерами молекул наиболее применяемых полимеров решен вопрос экономии (в 6 раз!) импортного пигмента двуокиси титана. Проблема решена за счёт образования на основе исходных молекул смектической жидкокристаллической фазы С и голографического увеличения показателя преломления света.
• С помощью нано-ассемлеров время приготовления лаков сокращается до 1 минуты в отличие от известных технологий, предусматривающих многочасовое растворение полимера. Наноассемблеры превращают СООН-содержащий сополимер (акриловый или ГФ или ПФ) в трехблочный сополимер – терцет. Такой акриловый сополимер переходит в органическую фазу и приобретает в зависимости от эффекторов кристаллическое строение или двуосность, образуя смектик С со спиральными блоками.
• С помощью наносборки ТБХА-ассемблером при комнатной температуре из омегадиметилсилоксандиола нами производится термостойкий (до 530 оС) полимер и эмали на его основе.В настоящее время в России (Липецк и Чебоксары) термостойкую кремнийорганику изготавливают только при помощи высокотемпературного синтеза арокси-концевых групп.
• С помощью многофункционального Крестолина-ассемблера получены мастики с низким коэффициентом внутреннего трения (которые легко перемешивается обычными мешалками – снижают энергозатраты производства), при сохранении эластичности при низких температурах. Одновременно снижен до 10% расход растворителя.

Известно, что каучуко- и резинобитумные мастики – это композиции, сочетающие высокую влаго-газонепроницаемость с эластичностью и невысокой стоимостью. Как правило, для получения приемлемой для работы консистенции в мастики вводят растворители в значительном количестве, после испарения которых формируется композиционный материал, отвечающий требуемым свойствам. Выполнив свою функцию – обеспечение скольжения внутренних элементов мастик относительно друг друга, наноассемблер Крестолин образует структурную сетку (реопексия), обеспечивающую эластичность и прочность при низких температурах.

• С помощью Крестолин- и Турмалин-ассемблеров из подсолнечного масла получены высококачественные пленки ЛКМ как при использовании дорогого тунгового масла (превосходящего по качеству льняное и конопляное, не говоря уже о подсолнечном масле).

Вследствие того, что плёнка получается в результате аккуратного молекулярного производства, организованного ассемблерами, она по твердости не уступает плёнкам алкидного лака ПФ-060(по маятнику ТМЛ). По светостойкости плёнка олифы, полученной с помощью молекулярной нанотехнологии, превосходит плёнки ПФ-лаков и обычных олиф («Оксоль» и её аналоги). Краски, изготовленные на такой олифе, выдержали уже 2 сезона эксплуатации на стене, обращённой на юг.

Плёнка белой краски выдерживает ускоренные испытания на УФ-светостойкость в соответствии с ГОСТ 21903 более 8 часов без изменения цвета. А вследствие того, что исключена традиционная для получения олиф операция многочасовой продувки масла, подогретого до 170–190 оС, существенно снижается вредность производства, так как не выделяется акролеин. Акролеин является бичом олифоварочных и производящих алкидные лаки предприятий, т.к. является очень ядовитым веществом.

УЛУЧШЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ЛКМ

Использование нанотехнологий позволило:

• практически за 1 сутки воздушной сушки получать стойкую к смыванию плёнку из ВД-композиций. (Для сравнения: лучшие импортные ВД-краски требуют 10-ти дневного срока сушки до достижения стойкости, хотя бы к атмосферным осадкам),
• ограничить впитывание полимерной компоненты и пигментно-наполнительной из ВД-красок при нанесении их на пористые минеральные (бетон, кирпич, штукатурка ит.п.) и органические поверхности (дерево, бумага и т.п.) с одновременным возрастанием адгезии к перечисленным материалам,
• увеличить кроющую способность композиций и за счёт этого экономить дорогие пигменты (для ВД-красок в 4 раза, для органорастворимых в 6 раз),
• устранить «отлипь» плёнок,как вызванную низкой T-стеклования, так и вызванную наличием в составе вицинальных ОН-групп или низкомолекулярных жирных кислот,
• выровнить цветовой фон окрашенных поверхностей большого размера.
• повысить светостойкость и твердость красок на основе олифы, полученной с помощью молекулярной нанотехнологии, до уровня плёнок алкидного лака .

Следует также отметить возможности такой нанотехнологии получать из известных молекул (с помощью изменения программы ассемблера или введением в его структуру других заместителей – эффекторов) новых молекул со свойствами, отличающимися от известных не только количественно, но и принципиально качественно.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ

Переход предприятия «Москатель» на молекулярное производство (использование молекулярной нанотехнологии вместо макротехногенной технологии с её энерго- и металлоёмким оборудованием) позволил:

• снизить энергоёмкость производства со 190 кВт/ч на 1 тонну продукции до 61 кВт/ч,
• довести рентабельность до уровня не менее 100%,
• обеспечить компактность производства ( сосредоточить основное производство на 100 кв.м при ассортименте более 20 наименований продукции),
• повысить безопасность и культуру производства.

Перспективность данных разработок несомненна. В будущем предполагается создание на базе предприятия «Москатель» лабораторно-промышленного комплекса молекулярного производства строительных ЛКМ и материалов специального назначения.

Координаты ПКП «Москатель»:

410019, г. Саратов, 1-й Магнитный проезд, 18

Директор: Кожевников Владимир Борисович

Тел.: (845–2) 73–41–29

Факс: 72–65–71

E-mail: moscatel@yandex.ru

http://dv.sartpp.ru/news.php?…

Очень интересные и очень оригинальные публикации. Мне трудно оценить достоверность высказываний Владимира Борисовича: во-первых, многочисленные ссылки на разного рода химические процессы, во-вторых, – на концепции «классиков» нанотехнологии (все эти ассемблеры, дизассемблеры и пр.). Но автор столь убедителен, а, главное, утверждает, что их производство не только живёт, но и процветает – при значительной экономии и снижении экологической нагрузки на окружающую среду, – что ему хочется верить и даже – помогать… Пусть специалисты в области химии и (теории) нанотехнологии оценят достоверность его утверждений и выскажут своё весомое мнение. А мы пожелаем новых успехов ему и его дружному коллективу!..