Немецкий химик Отто Байер запатентовал свое изобретение – полиуретан – еще в 1937 году. Он обошел сотни других ученых, бившихся, как и он, в те годы над созданием материала, который смог бы одновременно заменить стратегически важные сталь, каучук и пробку. Правда, поначалу эпохальное изобретение Байера и дальнейшие исследования ученого вызывали смех у коллег. По их мнению, пенополиуретан – эта «желтая масса с дырками» – годилась разве что в качестве «заменителя швейцарских сыров».
Но уже в 1944 году в Германии стартовало промышленное производство полиуретанов – им занялась компания, известная сейчас как Bayer AG (концерн-«однофамилец» изобретателя материала). А в 60-е годы прошлого века в мире начался настоящий полиуретановый бум. Полиуретан – материал уникальный: один из наиболее жестких и абразионно-стойких эластомеров, не подвержен разломам при нагрузках, обладает высокой прочностью, высокоэластичен. Имеет низкий коэффициент теплопроводности, низкую паропроницаемость и малое водопоглощение – он термически прочный и трудногорючий. Срок жизни полиуретана – 50 лет, при этом его можно переработать, то есть материал отвечает концепции сradle to cradle (безотходная технология). В 2012 году компания Bayer AG разработала инновационный способ, позволяющий заменять нефть при производстве полимеров на диоксид углерода СО₂.
Эта технология Dream Production позволяет уменьшить мировое потребление нефти на планете и снизить выбросы в атмосферу СО₂. Кроме того, снижается и себестоимость полиуретана.
«Строго говоря, инновации в производстве полиуретана – понятие относительное, – говорит Юлиан Пширков, руководитель отдела развития компании Bayer AG. – Ведь реакция происходит одна и та же, с одними и теми же элементами. Другое дело – как и откуда получить эти элементы. И, конечно, очень важны вопросы использования полученного полиуретана».
По оценкам химического концерна BASF, в 2010 году объем мирового рынка полиуретанов составлял 14 млн т, или $33 млрд. Ожидается, что к 2016 году мировой рынок полиуретанов достигнет объема 18 млн т, или $55 млрд.
Ощутить себя Диогеном
Классический пример использования полиуретана в строительстве – та самая «желтая масса с дырками» – теплоизолирующая пенополиуретановая пена, которая применяется, например, при утеплении окон. Также полиуретан используют в производстве клеев и герметиков, при устройстве наливных полов, для украшения фасадов зданий: на вид полиуретановую лепнину не отличить от гипсовой, но она намного прочнее и долговечнее. В числе относительных новинок – напыляемая нанопена: полиуретан наносится на поверхности в жидком виде под давлением и принимает форму поверхности, заполняя мельчайшие щели и пустоты. И сэндвич-панели: теплоизоляция и несущий элемент «в одном флаконе».
«Сейчас полиуретан становится все более популярным материалом в строительстве, – говорит специалист компании «Дау Изолан» Наталья Ларина. –
Так, сэндвич-панели широко применяются для строительства нежилых зданий – например, складских помещений. На Западе сэндвич-панели используют и для строительства жилых домов, что неудивительно: по энергоэффективности полиуретан обходит и минеральную вату, и полистирол».
При желании и необходимости дом из полиуретана можно построить целиком. Так и поступили в 1970 году, когда землетрясение в Турции оставило без жилья тысячи людей. Концерн Bayer отправил в зону бедствия помощь – так называемые дома в бочках. За несколько часов специалисты компании устанавливали пластиковую сферическую основу дома, напыляли на нее полиуретан, а затем прорезали окна и двери. Отличный вариант временного жилья – устойчивый к осадкам и порывам ветра в климатических условиях Турции.
Впрочем, нечто подобное Bayer построил и в более холодной Германии: одно из зданий компании не имеет ни батарей для обогрева, ни кондиционеров – благодаря полиуретановым перекрытиям, которые всегда находятся в температурном режиме 20–22 градуса, в помещении поддерживаются комфортные 24 градуса.
Запретить нельзя разрешить
В России в настоящее время собственного, независимого от импорта производства полиуретана не существует. «Если говорить упрощенно, то для того, чтобы получить полиуретан, нужны две составляющие – полиэфиры и изоцианаты. Сейчас изоцианаты в России не производят – ввозят только из-за рубежа, – говорит Довид Аронович, заместитель заведующего отделом полимерных клеев НИИ полимеров. – Эта ситуация возникла из-за того, что после развала СССР производство полиуретана в России было приостановлено, а затем долгое время технологии не обновлялись. В итоге современных технологий получения изоцианата у нас нет, и никто этим не занимается».
Одна из немногих российских компаний – производителей полиуретана – «Корунд» из Дзержинска (в советское время в городе синтезировали полиуретан на отечественном оборудовании). Правда, теперь и дзержинский «Корунд» создает полиуретан на импортном изоцианате.
По данным BASF, объем российского рынка полиуретанов составлял в 2010 году около 450 тыс. т, или $1 млрд. Эксперты компании Bayer считают, что дефицита полиуретана в России не наблюдается. «Думаю, что «уровень потребления» полиуретана в нашей стране не слишком отличается от европейских государств, – говорит Юлиан Пширков. – Единственная область, в которой Россия использует заметно меньше полиуретана, – строительство».
Строительный «минимализм» обусловлен в первую очередь отечественными стандартами строительства, которые «не признают» полиуретан надежным материалом для возведения многоквартирных высотных жилых зданий. «Государство не финансирует проведение новых исследований, а в «новых» ГОСТах просто переформулируются данные времен Советского Союза, – рассказывает Алексей Горохов, исполнительный директор Национальной ассоциации производителей панелей из полиуретана (НАППАН). – Поэтому деньги на подобные исследования выделяем мы и пытаемся донести полученные результаты до регуляторов. Ведь эти результаты говорят о том, что по многим стандартным показателям материалы из полиуретана ведут себя так же, как и традиционные материалы, а по некоторым – превосходят их в разы» (см. таблицу).
«Вторая причина, тормозящая использование строительного полиуретана в России, – дороговизна материалов из него, – продолжает Алексей Горохов. – В НАППАН и Bayer AG уверены, что ситуация с ограничениями использования полиуретана в строительстве на территории России будет разрешена. Повышение энергетической эффективности – это глобальный мировой тренд, и полиуретан в этом главный и лучший помощник. «Надеюсь, что в скором времени мы все же сможем полноценно развивать устойчивое строительство и в России», – добавляет Алексей Горохов.