Научная кастомизация: как бизнес и наука работают над материалами будущего?

Однако сегодня запрос со стороны бизнеса на новые полимеры формируется быстрее, чем появляются принципиально новые материалы. Поэтому главным конкурентным преимуществом производителя полимеров становится уже не сам полимер, а способность быстро адаптировать его свойства под конкретную отраслевую задачу.

Со стороны науки выстраивается система перенастройки уже существующих решений: изменить прочность, гибкость, барьерные свойства, устойчивость к температурам, срок службы или совместимость с конкретным оборудованием заказчика.

В строительстве востребованы полимерные трубы со сроком службы до 100 лет. В автопроме снижение массы автомобиля на 10% за счет полимерных компонентов позволяет сократить расход топлива на 6–8%. В агропроме специальные полимерные пленки для теплиц способны повышать урожайность за счет селективного пропускания солнечного спектра и оптимизации условий фотосинтеза. Для медицины необходимы такие решения, как радиационно-стойкий поликарбонат — для выпуска корпусов диализаторов, полипропилен — для шприцев.

Индустрия переходит от универсальных материалов к кастомизированным решениям под точечные применения. Начало этому пути было положено еще 7 лет назад, когда в контуре компании был СИБУР создан первый центр прикладных разработок.

Сегодня экосистема СИБУР ПолиЛаб объединяет восемь центров прикладных разработок в разных регионах страны — от Москвы и Казани до Красноярска и Перми. Их задача — сократить путь от лаборатории до промышленного применения. Речь идет о совместной работе с производителями упаковки, медицинских изделий, строительных и транспортных компонентов, решений для агропромышленного комплекса и товаров народного потребления. Это, в том числе, позволило нам гибко отвечать на запросы отраслей на импортозамещающие решения.

За каждым решением стоит конкретный прикладной запрос. Так, в упаковочной индустрии производители напитков и FMCG сформулировали задачу внедрения вторичного сырья в пищевую упаковку без изменения существующих линий розлива и без потери качества материала. Ответом стала линейка Vivilen rPET: материал был адаптирован таким образом, чтобы до 30% переработанного пластика можно было использовать в бутылках и упаковке без перенастройки оборудования. Решение легло в действующие производственные цепочки и позволило масштабировать использование вторичного сырья в сегменте напитков и товаров повседневного спроса.

Следующий уровень задач возник в смежных сегментах упаковки, включая молочную продукцию и детское питание. После 2022 года отрасль столкнулась с рисками дефицита материалов для асептической упаковки, где внутренний слой тетрапака представляет собой специализированный полиэтилен для высокоскоростной ламинации. В этих условиях запрос со стороны производителей заключался не в замене материала, а в его адаптации под конкретные производственные линии и требования переработчиков в сжатые сроки, без остановки действующих мощностей.

После 2022 года российская нефтехимия столкнулась с двойной задачей: замещение импорта и адаптация материалов под существующие производственные процессы внутри страны. Это резко ускорило развитие прикладных R&D-проектов и увеличило количество запросов на быструю перенастройку свойств материалов под конкретные линии.

Одновременно усилилось внимание к критически важным компонентам нефтехимии — спецхимии и катализаторам, которые во многом определяют свойства конечных полимеров. Основная цель сегодня – обеспечить локализацию критически важных катализаторов в горизонте 2030 года. В следующем году в Казани будет запущена первая линия производства катализаторов полимеризации по собственным технологиям научно-исследовательского центра «СИБУР Инновации».

Другое направление – создание инновационных решений, включая новые типы полимеров. Достаточно развит портфель перспективных разработок в области суперконструкционных пластиков, включая PEKK, полиарилсульфоны, полифталамид. Запрос со стороны высокотехнологичного машиностроения и медицины заключается в материалах, которые сохраняют прочность при экстремальных температурах и нагрузках при существенно меньшей массе по сравнению с металлами. Эти материалы проходят этап опытно-промышленной валидации и настраиваются под требования конкретных отраслевых применений.

Так, на основе ПЭКК и ПФА была разработана линейка полимерных компаундов для подшипниковых узлов, что позволяет задать новые эксплуатационные свойства для применения в узлах трения промышленного оборудования и расширяет практику их использования в машиностроении

В нефтехимии активно внедряются методы машинного обучения и цифрового моделирования, позволяющие прогнозировать свойства полимеров и подбирать катализаторы еще на этапе виртуальных испытаний. Это сокращает цикл разработки и внедрения новых материалов до горизонта 5–7 лет.

Масштаб изменений отражается и в инвестициях в R&D: если в 2022 году они составляли 2,5 млрд рублей, то к 2025 году достигли 18 млрд – по общепринятому в мире показателю, отражающему интенсивность инвестиций в научно-исследовательскую деятельность, СИБУР находится на уровне лидеров – 1,7% от выручки.

Это свидетельствует о формировании полного цикла инноваций в контуре компании, что позволяет говорить не только о технологическом суверенитете, но и создает возможности для технологического лидерства страны.