Состояние мирового и отечественного рынков синтетических волокон, нитей, нетканных материалов и его перспективы Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 677.494

И. А. Гришанова, О. С. Мигачева

СОСТОЯНИЕ МИРОВОГО И ОТЕЧЕСТВЕННОГО РЫНКОВ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, НИТЕЙ, НЕТКАННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЕГО ПЕРСПЕКТИВЫ

Ключевые слова: полимер, волокно, нить, текстильный материал, объем производства, прогноз, легкая промышленность.

Приведен сравнительный анализ отечественного и зарубежного рынков многотоннажного производства и потребления текстильных синтетических волокнообразующих полимеров. Несмотря на наметившийся в стране рост выпуска синтетических волокон, объем их производства в значительной степени отстает от объема промышленно развитых стран мира. Положение в текстильной отрасли в РФ должно коренным образом измениться согласно разработанной до 2030г. Стратегии развития нефтехимического и химического комплекса и Стратегии развития легкой промышленности.

Keywords: polymer fiber, filament, textile, output, forecast, light industry.

A comparative analysis of the domestic and foreign markets, large-tonnage production and consumption of synthetic textile fiber-forming polymers. Despite the incipient growth in the country of manufacture of synthetic fibers, the production of textile fibers is largely behind the industrialized countries of the world. The situation in the textile industry in Russia must change radically according to the developed until 2030. Strategy of development of petrochemical and chemical industry, Strategy of development of light industry.

В современном мире текстильное производство для многих стран является базовым компонентом индустриальной структуры общества, а по мере развития полимерной химии и технологии доминирующее значение в структуре текстиля приобрели синтетические волокна, получаемые на базе органического природного сырья. Сегодня производство синтетических волокон и технического текстиля представляет инновационную часть легкой промышленности. Важное преимущество синтетических волокон по сравнению с природными - лучшие механические свойства (прочность, эластичность, износостойкость), широкая сырьевая база для их получения и высокая рентабельность производства. Они служат основой для создания функциональных материалов с оптимальными характеристиками, сфера применения которых, практически, не ограничена (от аэрокосмической отрасли до медицины). Используя различные технологические решения по синтезу полимеров, полимерных композиций, методам модификации, получают материалы с широким спектром заданных свойств (физических, химических, механических, потребительских). Появились новые виды волокон, например бЫп^обсп (дружественные человеку), «умный» текстиль, высокотехнологичные волокна нового поколения, биоактивные, биосовместимые, биоразлагаемые, игольчатые с высокоупорядоченной структурой на основе принципиально новых методов получения (генной инженерии и биомиметики).

Общемировое потребление всех видов волокон, включая натуральные, только за прошедшее пятилетие увеличилось почти на 19%, причем процентная доля натуральных волокон непрерывно снижалась, а доля химических волокон выросла более чем на 20% (рис.1) и составляет две трети от мирового производства [1]. При этом, если развитые страны контролируют и наращивают мощности в наукоемких производствах, то развивающиеся - в менее технологичном сегменте производства.

Млн. 1(Ю

ФО

зо

20

1 ^^^

^ 2

%

Г 70

" 50

40

- 20

2000 2005 2010 2015

Годы

1 - все виды волокон;

2 - химические волокна; объема

3 - доля, % потребления хлопка

от всего потребления волокон

Рис. 1 - Мировое потребление волокон

Мировое многотоннажное производство синтетических волокон разнообразно по ассортименту и качеству: от волокон и нитей общего назначения (полиэфирных, полиамидных, полипропиленовых и т.д.) до нитей со специальными свойствами, а также нетканых волокнистых материалов, получаемых в большом количестве из пропилена и ограничено - из полиамида и полиэфира. Все виды химических волокон занимают свои ниши, как по способам получения, так и областям применения. Определяющим фактором в области производства и потребления различных волокон являются их потребительские свойства. Доля мирового производства химических волокон в объеме всего текстильного производства представлена на рис.2 [2].

Преобладающее господство на этом рынке принадлежит Китаю, второе место - США, Россия занимает лишь 27 место [3]. Мировое промышленное производство химических волокон сосредоточе-

но на следующих направлениях:

- интенсивный рост объема полиэфирных волокон;

- ускоренное развитие выпуска полипропиленовых волокон;

- увеличение производства волокнистых нетканых материалов.

Рис. 2 - Общемировое распределение объема производства текстильных волокон

Среди химических волокон подавляющее развитие получили полиэфирные волокна, доля производства которых составляет более половины мирового баланса, более того в этом балансе преобладают полиэфирные комплексные нити (мононити, текстильные, технические). По оценкам экспертов PCI Fibers и Международного консультативного комитета по хлопку (ICAC) мировое производство полиэфирных волокон и нитей в абсолютных цифрах к 2020г. достигнет 70 млн.т. (табл.1) [1].

Таблица 1 - Изменение мирового объема производства синтетических текстильных волокон

Вид волокна 2013г., млн. т к 2012 г., % 2020г., млн т.

Полиэфирная комплексная нить 31,3 +8 70

Полиэфирное штапельное волокно 15,4 +2

Полиамидная комплексная нить 4,2 +7 6

Полиамидное штапельное волокно 0,2 +1

Полипропиленовые комплексные нити 4,3 +3 9

Полипропиленовое штапельное волокно 0,7 +3

Другие синтетические волокна 3 +9 5

Увеличение объема выпуска полиэфирных волокон и нитей обусловлено оптимальным сочетанием их физико-механических, химических и потребительских свойств. Наиболее интенсивно увеличивается также объем производства полиамидных и полиолефиновых волокон и нитей, а в качестве приоритетной продукции рассматриваются функциональный и технический текстиль, и нетканые волокнистые материалы, получаемые методом прямого формования из расплава (meltblown,

spunblown) [4].

Развитие химического комплекса РФ до 2012г. значительно отставало от ведущих мировых производителей, примерно, на 45% (США, Китая, Германии и др.), а импорт и экспорт был равен по объему. Однако экспорт продукции осуществляется низких переделов, а импорт - высокотехнологичной продукции. При существующих в настоящий момент производственных мощностях отечественные производители полимерных волокон могут обеспечить лишь валовый объем ограниченного ассортимента волокон и нитей, не гарантируя внутри видового разнообразия продукции и не более 30% необходимой потребности [5].

Важным фактором, влияющим на развитие рынка, является наличие необходимого сырья. По данным Министерства экономического развития РФ в период 2007-2009г.г. объем производства синтетических волокон и нитей в стране снижался именно из-за отсутствия достаточного количества сырья. Например, объем производства синтетических волокон в 2009г снизился по сравнению с 2008г на 13,2 %, в 2008г. по сравнению с 2007г. падение производства лишь в четвертом квартале составило 33% по отношению к аналогичному периоду предыдущего года. По данным министерства промышленности и торговли России в период январь - март 2010г. произошло увеличение выпуска синтетических волокон на 58,7%, однако в 2014г текстильное производство по сравнению с 2013 г. вновь снизилось на 5,6%. При этом снижение производства синтетических и искусственных волокон составило почти 18%, несмотря на то, что инвестиции в основной капитал за 9 месяцев 2014г выросли в 1,7 раза по сравнению с тем же периодом 2013 г. [2].

Динамика текстильного производства за

последние 3 года представлена на рис. 3 [6].

%

I III V VII IX XI I III V VII IX XI I III V VII IX XI 2012г. 2013г. 2014г.

Рис. 3 - Динамика текстильного производства за 2012-2014г. к среднемесячному значению 2011г.

По прогнозам ИПН РАН (источник Research, Tec hart), производство искусственных и синтетических волокон в предстоящем пятилетие (2015-2020г.г.) в стране будет непрерывно расти (табл.2). Непременным условием роста химической продукции - антикризисная стратегия государства, направленная на сохранение и расширение спроса на химическую продукцию со стороны внутреннего рынка. В России спрос на химические волокна за истекший год превысил на 6% их наличия на рынке и на 67% выше их производства, дисбаланс между этими показателями восполнялся за счет импорта [5].

Вестник технологического университета. 2015. Т.18, №9 Таблица 2 - Прогноз объема производства химических волокон в РФ на период до 2020г. (в млн. т.)

Сектор производства Данные 2009г Прогноз (реалистический) на 2015г Прогноз (оптимистический) на 2015г Инерционный сценарий 2020 г Инновационный сценарий 2020 г

Синтетические и искусственные волокна 0,105 0,335 0,475 0,22 0,23

Продукция в РФ на основе синтетического полиэфирного волокна до настоящего времени производилась только из вторичного полиэтилентереф-талата (ПЭТФ), т.к. не производился ПЭТФ текстильного качества.

С 2013 года на предприятие ЗАО «Газпром Строй ТЭК Салават» освоено производство современных технических тканей из полиэфирных нитей для получения резинотехнических изделий, а с 2014 года - производство геосеток по основовязальной технологии.

Сложившаяся ситуация с производством полиэфирного продукта должна измениться при запуске в Ивановской области комбината по производству химического волокна, планируемая мощность которого составит 170 тыс. т полиэфирного штапельного волокна и 30 тыс. т полиэфирного грану-лята в год. В перспективе две трети продукции комбината предполагается перерабатывать на территории области [5].

Полиэфирное волокно, выпускаемое этим предприятием, предназначается для производства тканей бытового, технического и специального назначения, нетканых материалов для промышленно-гражданского, дорожного строительства и производства композитов [7]. Нетканые материалы на основе полиэфирного волокна найдут широкое применение также в медицине в качестве гигиенических салфеток, перевязочных материалов с лекарственными пропитками. «Выпуск технического текстиля на собственной технической базе, как заявил Андрей Разбродин - президент союза Легпрома, член общественной палаты РФ - может стать локомотивом подъема отечественной легкой промышленности и роста конкурентаспособности отрасли» [5].

Второе место по объему производства занимают полиамидные нити, их производство растет, начиная в 2013 г. Они широко используются в производстве резинотехнических изделий, корднных, фильтровальных тканей, канатных и сетевязальных изделий. ЗАО «Газпром Строй ТЭК Салават» с января 2013 года запустил в эксплуатацию производство пропитанных полиамидных тканей марок ПА 6 и ПА 6.6.

Динамично развивающимся мировым рынком волокнообразующих полимерных материалов является рынок полиолефинов, мировое производство которых в 2014 г. составило более 6,2 млн.т. В мировом сегменте термопластов наблюдается непрерывная устойчивая тенденция роста производства полиолефинов, ежегодный прирост мощностей мировых компаний этого полимера за период 20002014г. увеличивался, в среднем, на 9% [8]. Согласно дальнейшему прогнозу такое положение должно сохраниться в течение последующих 15 лет, а ежегодный темп роста потребления составит в пределах

7,3% [8]. . Из выпускаемого мирового объема по-лиолефинового сырья более 17% перерабатывается на волокна и нити [9]. Причиной столь быстрого и продолжительного роста производства полиолефи-нов являются их химические и физико-механические свойства, позволяющие изготавливать на основе данных термопластов широкую номенклатуру изделий для различных областей применения, в том числе волокон для производства армированных пластиков, ионообменных тканей и мембран

На мировом рынке полиолефинового сырья существенный объем занимает полиэтилен, производство которого составляет более 35% всего производства полимеров и имеет тенденцию к расширению. Повышенный интерес к производству полиэтилена связан с разработкой методов синтеза полиэтилена линейной структуры, гель-формования сверхмодульных полиэтиленовых волокон и получения стереорегулярного (изотактического) полипропилена. Ведущими мировыми компаниями, занимающимися бизнесом полиэтиленового моноволокна, мультифиламентных полиэтиленовых нитей и полипропиленового волокна, являются компании «Borealis», «Elenac», «Nova», «DSM», объем которых ежегодно составляет около 6,2 млн. т [9, 10].

В США, Азии и на Ближнем Востоке наиболее динамично развивающимся видом производства полиэтилена является полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), более того наблюдается интенсивное потребление линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП). В Европе выпуском ЛПЭНП занимаются компании «Polymer Europe» , «Phillips» и др. Динамика потребления этого вида ПЭ по прогнозам экспертов будет непрерывно расти по сравнению с другими его марками [11]. Подобная ситуация связана с расширением сферы его использования. ЛПЭНП конкурирует с ПЭНП в области пленочных материалов, превосходя его по прочности, а в сфере упаковки вытесняет кроме ПЭНП и ряд других материалов.

В настоящее время мировой рынок ЛПЭНП предлагает следующие его виды:

- супер-октеновый (торговая марка «Dowlex») компании «Dow Plastics»,

- супер-гексеновый (торговая марка «Super Strength»),

- с контролем молекулярного веса и моле-кулярно-массового распределения (ММР) - компании «Montell» по ее технологии «Spheilene»,

- полиэтилен бимодального типа,

- линейный полиэтилен третьего поколения («Ultra Tuflin»), выпускаемые компанией «Union Carbide», который в два раза прочнее по сравнению с другими видами полиэтилена.

Основным недостатком ЛПЭНП является сложность его переработки по сравнению с другими

видами ПЭ [11].

В РФ на долю полиэтиленовых волокон приходится всего 15% и около 85% на полипропиленовые (ПП) волокна и нити в объеме всех полиолефи-новых волокон [10]. В настоящее время объем производства полиолефиновых волокон в стране начал заметно увеличиваться благодаря наличию дешевого отечественного сырья и освоению современного технологического процесса их получения. Положительный показатель прироста объема данной продукции наметился у следующих российских производителей: ООО «Технолайн» Самарская область (5,9%), ООО «Номатекс» и «Новая Майна» Республика Коми (4,7%), ОАО «Полиэф» республика Башкортостан (7,2%), ОАО «Каменскволокно» и ООО «Полипропилен» г. Балаково (23,2% и 37,9%, соответственно) и др. [9]. Российский волокнообразую-щий полиэтилен представлен, в основном, в виде пленочной нити [12].

В ряду полиэтиленов различной морфологии особое внимание привлекает линейный сверхмодульный полиэтилен (СВМПЭ), отличающийся высокими физико-механическими, химическими и эксплуатационными свойствами. Высокие показатели удельной прочности и низкие значения плотности волокон способствуют их применению в качестве армирующего компонента в полимерных волокнистых композитах, в армированных трубах для газовой и нефтяной промышленности, в качестве фильтров и мембран, в хирургической практике в качестве неабсорбируемых мультифиламентных волокон, например, «Полистан», выпуск которых впервые осуществлен в РФ, а также в качестве рюкзаков, палаток, специальной и спортивной одежды. Однако сложность формования волокон и трудность его переработки в изделия удорожали и ограничивали мировые объемы его производства. За 2014г. год в мире произведено 120 тыс. тонн СВМПЭ (в основном ведущими компаниями Голландии, США, Японии, Германии), из них 12 тыс. тонн высокопрочных нитей, причем объем их выпуска ежегодно увеличивается на 13-15% [13].

Рынок сверхмодульных полиэтиленовых волокон (СВМПЭ) в России к настоящему времени характеризуется как неоформленный и очень узкий, так как отсутствует системное продвижение данного продукта. В то же время потенциальная емкость рынка сверхмодульной полиэтиленовой нити в стране оценивается в 680 т. [14].

До 2009 года компания «DSM» (Голландия) была единственным поставщиком этой продукции в России. На сегодняшний день основной спрос на СВМПЭ волокна удовлетворяется китайской компанией «ISD» в лице двух китайских поставщиков «Shandong ISD High Performance Fibers Co hid» (принадлежащая компании DSM) и Beijing Tengyizheng Specialty Technology and Development Co hid» [15].

Единственным производителем сверхмодульной полиэтиленовой нити в РФ до последнего времени являлся Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического волокна («ВНИИСВ» г. Тверь). В 2006 году в условиях экспериментальной установки ОАО «ВНИИСВ»

была получена мультифиламентная полиэтиленовая нить с прочностью 3,8-4,0 Н/текс и начальным модулем упругости Е = 140-145 Н/текс за счет увеличения структурной однородности нити [16]. Полученные значения физико-механических показателей волокон превосходят механические характеристики сверхмодульных полиэтиленовых волокон компании «DSM» - Голландия (2,5-3,8 Н/текс; 112-137 Н/текс, соответственно) [17]. В 2012г. в России запатентована новая технология получения реакторного порошка СВМПЭ с улучшенной морфологией. Эта технология основана на использовании новых каталитических систем и переработки его в нити ниже температуры плавления без использования растворителей [19].

Ситуация с производством отечественного сверхмодульного полиэтилена коренным образом должна измениться с принятием решения в 2014г. государственной корпорацией «Ростехнологии» («РТ - Химкомпозит») осуществить производство СВМПЭ в объеме до 25 т в год с последующим его расширением [15].

Объем производства отечественных полипропиленовых нитей и их виды приведены в табл.3

[9, 10].

Таблица 3 - Ассортимент ПП волоконной продукции в России

Вид продукции Производители Произ-во-дство, т

Комплексная нить Г.Краснодар, г.Решетиха, г.Камские Поляны, г.Сургут, г.Котовск, г.Гагарин, г.Щекино, г.Елабуга и др. 52430

Мононить г.Коломна 208

Пленочная нить г.Барнаул, г.Балаково, г.Тверь, г.Каменск, г.Коломна, Свердловская область, Башкирия, Московская область и др. 16998

Заметное продвижение полипропиленовой волоконной продукции в России по данным ОАО НИИТЭХИМ началось с 2012г, динамика роста, производства которых ежегодно составляет более 3%. В 2014г. производство полипропиленовых волокон и нитей увеличилось на 9,1%, потребление на 6,3%, экспорт на 63,1%, а импорт сократился на 8,9%. сравнению с 2013г. В абсолютных цифрах производство данной продукции в России по итогам 2014 года составило 69 тыс. т [10].

Учитывая растущий рынок синтетических волокон и нитей, мировые компании ведут разработки в области расширения ассортимента и улучшения свойств готовой продукции. В России новыми разработками в области синтетических волокон в настоящее время занимаются институты Ярославля, Иванова, Твери, Балаково, Москвы и ряда других городов.

Перспективным направлением в мировой и

отечественной текстильной промышленности является сфера технического текстиля, 47% от мирового выпуска которого ведется в азиатском регионе. Основную долю продукции указанного сектора принадлежит нетканым материалам: тепло-звукоизоляционным, фильтровальным, агро- и геотекстилю, материалам медицинского назначения. Положительная динамика производства этого вида продукции устойчиво сохраняется в РФ в последние годы [15]. «Производство в стране технического текстиля на собственной производственной базе обеспечит рост конкурентоспособности отрасли» [20].

Оздоровление текстильной отрасли в России и достижение мировых показателей объема выпуска синтетической продукции непосредственно связана с развитием отечественного химического и нефтехимического комплекса, а основные возможности развития сектора - с освоением, в первую очередь, внутреннего рынка этой продукции.

Мировыми лидерами производства продукции химического комплекса являются страны с крупнейшими экономиками (США, Япония, Китай, Германия), в то время как по объему производства этой отрасли РФ отстает от США в 8 раз и в 3,5 раза от Германии. Такое отставание аналитиками объясняется, прежде всего, высокими ценами на сырье, электроэнергию и железнодорожные перевозки, а не развитый внутренний спрос ограничивает масштаб создаваемой химической продукции [20].

Принятая в России в 2014г. «Стратегия развития химического и нефтехимического комплекса на период до 2030 года», направлена на повышение конкурентоспособности химической промышленности. Для претворения в жизнь принятой «Стратегии» намечено решение ряда следующих задач:

- осуществить модернизацию производственных мощностей для снижения энерго- и материалоемкости и повышения экологичности производств;

- обеспечить интеграцию верхних и нижних переделов химических производств;

- осуществить импортозамещение на рынках тонкой химической и готовой продукции;

- расширить внутренний рынок химической продукции [20].

В перечень приоритетной продукции химической отрасли вошли полипропилен, ПЭВП, ПЭНП, полиэтиленовые волокна и технический текстиль. В результате реализации «Стратегии ...» производство отечественной химической продукции прогнозируется увеличить в 3 раза, обеспечивая од-

новременно и возрастающее ее потребление. Литература

1 Э. М. Айзенштейн, ЛегпромБизнес Директор, 6, 3-6

(2014)

2 Основные результаты работы министерства промышленности и торговли РФ за 2014г [Электронный ресурс]. -Режим доступа www.goverment.ru/dep-news/17702

3 Э.М. Айзенштейн, ЛегпромБизнес Директор, 1, 10-14

(2015)

4 Л. Фомченкова, ЛегпромБизнес Директор, 3, 2-6 (2014)

5 Т. Лебедева Спрос на химические волокна в России на 67% выше производства // [Электронный ресурс]. 08.12.2014г Российская Газета -Режим доступа: www. fi-nance.rambler.ru/news/economics/ 154820597.hml

6 Итоги работы легкой промышленности [Электронный ресурс]. -Режим доступа http://www.roslegprom.ru/Go/AllArticles/feed=itog_otr

7 Производство синтетических волокон требует перезагрузки [Электронный ресурс]. -Режим доступа www.rg.ru/2014/12/09/volokna.html

8 Обзор рынка полимеров за декабрь 2014г [Электронный ресурс]// Полимерные материалы. Изделия, оборудование, технологии. -2014г. -Режим доступа http://www.polymerbranch.com/polymarket.html.

9 Э.М. Айзенштейн, ЛегпромБизнес Директор, 4 (144), 1822 (2013)

10 Э.М. Айзенштейн, Текстильная промышленность, 5, 50-58 (2011)

11 В.П. Буряк, А.В. Буряк, Полимерные материалы, 3(10), 2- 9 (2000)

12 Джесси Рассел, Полиэтилен. Химия, Москва, 2012. 70 с.

13 С.С. Иванчев, Известия уфимского научного центра РАН, 4, 44-52 (2012)

14 Производство продукции на основе сверхпрочного и высокомодульного волокна (нити) из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) [Электронный ресурс]. -2014г. -Режим доступа http://polinit-textile.ru/production.html

15 Н.К. Темнова, К.М. Пирогов Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. ИГТА, 3 (351), 5-11 (2014)

16 В.П. Голицын. Автореферат дис. д.х.н., Тверской гос. ун-т, Тверь, 2012. 40 с.

17 И.Ш.Абдуллин, И.А. Гришанова, О.С. Мигачева, В сб. Физика высокочастотных разрядов. - Казань, 2011.С. 320

18 И.Ш.Абдуллин, И.А. Гришанова, Р. А. Каюмов, Р.Ф.Шарафеев, .Е.Страхов, Вестник Казанского технологического университета, 14. 20. 166-169 (2011).

19 Пат. №2459835, опубл. БИЗ 27.05.2012

20 Стратегия химического и нефтехимического комплекса на период до 2030 года [Электронный ресурс]// Отраслевые стратегические документы - Режим доступа http:// old.minpromtorg.gov.ru/ministry/strategic/sectoral/3

© И. А.Гришанова - к.т.н, доцент кафедры МТ КНИТУ, [email protected]; О. С. Мигачева - аспирант кафедры МТ КНИТУ, [email protected].

© I. A. Grishanova - Ph.D, Associate Professor MT KNRTU, [email protected]; O. S. Migacheva - graduate student MT KNRTU , [email protected].