Инновационные аспекты в технологии и переработке пластических масс. Часть 1
Покупка
Тематика:
Технология полимерных материалов
Авторы:
Садова Алевтина Николаевна, Темникова Надежда Евгеньевна, Абзальдинов Хайдар Сафович, Исхакова Динара Даниловна, Дебердеев Тимур Рустамович
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 164
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-7882-2764-1
Артикул: 789620.01.99
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину
Представлены инновационные аспекты в области технологии получения, переработки и применения полимерных материалов. Рассмотрены особенности развития полимерной отрасли в России.
Предназначено для магистров, обучающихся по направлению подготовки 18.04.01 «Химическая технология», также может быть полезно для инженерно-технических работников, специализирующихся в области технологии получения и переработки пластмасс и композиционных материалов.
Подготовлено на кафедре технологии пластических масс.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» ИННОВАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ В ТЕХНОЛОГИИ И ПЕРЕРАБОТКЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС Часть 1 Учебное пособие Казань Издательство КНИТУ 2019
УДК 678.5.002.6:330.341(075) ББК 35.71:65я7 И66 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р хим. наук, проф. Н. И. Кольцов канд. хим. наук К. Г. Четвериков И66 Авторы: А. Н. Садова, Н. Е. Темникова, Х. С. Абзальдинов, Д. Д. Исхакова, Т. Р. Дебердеев Инновационные аспекты в технологии и переработке пластических масс: в 3 ч. Ч. 1 : учебное пособие / А. Н. Садова [и др.]; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 164 с. ISBN 978-5-7882-2763-4 ISBN 978-5-7882-2764-1 (ч. 1) Представлены инновационные аспекты в области технологии получения, переработки и применения полимерных материалов. Рассмотрены особенности развития полимерной отрасли в России. Предназначено для магистров, обучающихся по направлению подготовки 18.04.01 «Химическая технология», также может быть полезно для инженерно-технических работников, специализирующихся в области технологии получения и переработки пластмасс и композиционных материалов. Подготовлено на кафедре технологии пластических масс. ISBN 978-5-7882-2764-1 (ч. 1) ISBN 978-5-7882-2763-4 © Садова А. Н., Темникова Н. Е., Абзальдинов Х. С., Исхакова Д. Д., Дебердеев Т. Р., 2019 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2019 УДК 678.5.002.6:330.341(075) ББК 35.71:65я7
С П И С О К И С П О Л Ь З У Е М Ы Х С О К Р А Щ Е Н И Й AAC – алифатический-ароматический сополиэфир ABS – сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола ASA – сополимер акрилового эфира, стирола и акрилонитрила ASR – ударопрочный сополимер стирола AS – сополимер акрилонитрила и стирола CARBON – углепластик CF – крезолформальдегидная смола EPDM – тройной сополимер этилена, пропилена и диена EPS – вспенивающийся полистирол EVA – сополимер этилена и винилацетата EVOH – сополимер этилена и винилового спирта HDPE – полиэтилен низкой плотности MPF – меламинофенолформальдегидная смола MXD6 – полиамид PCL – поликапролактон PEEK – полиэфирэфиркетон PERT – полиэтилен повышенной термостойкости PES – полиэфирсульфон PET – полиэтилентерефталат PE – полиэтилен PF – фенолоформальдегидная смола PFA – перфторалкокси PHA – полигидроксиалканоат PHB – полигидроксибутират PHV – полигидроксивалерат PHH – полигидроксигексаноат PI – полиимид PICVD – плазменно-импульсное химическое осаждение в паровой фазе PLA – полимолочная (полиоксипропионовая) кислота PP– полипропилен PSU – полисульфон PS – полистирол PTFE – политетрафторэтилен SAN – сополимер стирола и акрилонитрила TPU – термопластичный полиуретан ВПКМ – волокнистые полимерные композиционные материалы
ЖКП – жидкокристаллический полимер ИМ – интеллектуальные материалы ИПКМ – интеллектуальные полимерные композиционные материалы ЛПЭВД – линейный полиэтилен высокого давления НТП – научно-технический прогресс ОБС – олефиновый блоксополимер ПА – полиамид ПБС – полибутиленсукцина ПБТ – полибутилентерефталат ПВС – поливиниловый спирт ПВХ – поливинилхлорид ПК – поликарбонат ПКМ – полимерные композиционные материалы ПММА – полметилметакрилат ПО – полиолефины ПОМ – полиоксиметилен ПОСС – полиэдральновый олигомер силсесквиоксана ПП – полипропилен ПС – полистирол ПФА – полифталамид ПФС – полифениленсульфид ПФЭ – полифениленэфира ПЭ – полиэтилен ПЭВП – полиэтилен высокой плотности ПЭНД – полиэтилен низкого давления ПЭНП – полиэтилен низкой плотности ПЭС – полиэфирсульфиды ПЭТФ – полиэтилентерефталат ПЭЭК – полиэфирэфиркетон ТЭП – термоэластопласт УНТ – углеродные нанотрубки УПС – ударопрочный полистирол
В В Е Д Е Н И Е Сегодня перед человечеством стоят серьезные вызовы, связанные с такими глобальными тенденциями, как рост населения планеты, активные процессы урбанизации, увеличение потребления энергоносителей, стремительное сокращение природных ресурсов и изменение климата. Для решения столь глобальных задач нужны прежде высококачественные материалы и инновационные технологии. Настоящее ученое пособие посвящено инновациям в технологии и переработке пластических масс и композиционных материалов. Об инноватике в этой области и пойдет речь в первой части настоящего учебного пособия. Инновация – это нововведение, комплексный процесс создания распространения и использования новшеств (нового практического средства) для удовлетворения человеческих потребностей. Инновация представляет собой материализованный результат, полученный от вложения капитала в новую технику или технологию, в новые формы организации производства труда, обслуживания и управления, включая новые формы контроля, учета, методов планирования и анализа. Следует отметить, что ни в одной отрасли невозможен прогресс, если не решаются проблемы повышения качества продукции, ее совершенствования. Важнейший вклад в решение этих проблем вносит развитие новаторских идей, новейших технологий, ранее неизвестных областей применения уже известных полимерных материалов. Освоение инновационных технологий в электротехнической и авиакосмической областях, электронике, приборо- и автомобилестроении, строительной индустрии, в жилищно-коммунальном хозяйстве невозможно без применения полимеров и композиционных материалов специального назначения. Одним из важнейших направлений развития экономики страны является увеличение производства полимеров и композиционных материалов в нефтехимическом комплексе. Во второй главе настоящего пособия подробно рассмотрены новые разработки в производстве базовых полимеров, а также новые виды композиционных материалов, которые с каждым кодом расширяют области их использования. Авторы благодарят руководство компании Danaflex: директора по развитию В. В. Молокина и директора по производству А. А. Кудосова за консультации и предоставленные информационные материалы.
1 . И Н Н О В А Ц И Я В С Ф Е Р Е Р А З В И Т И Я Т Е Х Н О Л О Г И И И П Е Р Е Р А Б О Т К И П Л А С Т А М А С С В литературе встречаются различные подходы к определению сущности инновации. Обзор определений разных исследователей показывает, что данный термин может иметь различные значения в зависимости от контекста, а выбор подхода к определению понятия зависит от конкретных целей измерения или анализа. Инновация представляет собой материализованный результат, полученный от вложения капитала в новую технику или технологию, в новые формы организации производства труда, обслуживания и управления, включая новые формы контроля, учета, методов планирования и анализа. Инновацию можно назвать также инновационным продуктом. С понятием «инновация» тесно связаны понятия «изобретение» и «открытие». Под изобретением понимают новые приборы, механизмы, инструмент, другие приспособления, созданные человеком. Открытием же является результат получения ранее неизвестных данных или наблюдения ранее неизвестного явления природы. Открытие отличается от инновации по следующим признакам: 1) открытие, как и изобретение, возникает, как правило, на фун даментальном уровне, а инновация осуществляется на уровне технологического (прикладного) порядка; 2) открытие может быть сделано изобретателем-одиночкой, а ин новация продуцируется коллективами (лабораториями, отделами, институтами) и воплощается в форме инновационного проекта; 3) открытие не преследует цель получить выгоду, инновация же всегда нацелена на получение осязаемой выгоды, в частности больший приток денег, большую сумму прибыли, повышение производительности труда и снижение себестоимости производства за счет применения конкретного нововведения в технике и технологии. 4) открытие может произойти случайно, а инновация всегда явля ется результатом научного поиска; продуцирование инновации требует определенной, четкой цели и технико-экономического обоснования. Термин и понятие инновации как новой экономической катего рии ввел в научный оборот австрийский (позже – американский)
ученый Йозеф Алоиз Шумпетер (J. A. Schumpeter, 1883–1950 гг.) в первом десятилетии XX в. В своей работе «Теория экономического развития» (1911 г.) он впервые рассмотрел вопросы новых комбинаций изменений в развитии и дал полное описание инновационного процесса. Термин «инновация» стал использоваться в 1930-е гг. При этом под инновацией подразумевалось изменение с целью внедрения и использования новых видов потребительских товаров, новых производственных, транспортных средств, рынков и форм организации в промышленности. Согласно Шумпетеру, инновация является главным источником прибыли, что является результатом внедрения новаций: без развития нет прибыли, без прибыли нет развития. Американский исследователь Б. Твисс трактует инновацию как постоянную деятельность предприятий, в результате которой изобретение или идея приобретает экономическое содержание. Ф. Никсон считает, что инновация – это совокупность техниче ских, производственных и коммерческих мероприятий, приводящих к появлению на рынке новых и улучшенных промышленных процессов и оборудования. Анализ различных определений инновации позволяет сделать вывод: специфическое содержание инновации составляют изменения, а главной функцией инновационной деятельности является функция изменения. Методика сбора данных о технологических инновациях базиру ется на рекомендациях, принятых в Осло в 1992 г. и получивших название «Руководство Осло». В соответствии с которыми инновация определяется как конечный результат инновационной деятельности, получивший воплощение в виде нового или усовершенствованного продукта, внедренного на рынке, нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого в практической деятельности, либо в новом подходе к социальным услугам. В «Руководстве Осло» отмечается, что существуют два типа тех нологических инноваций (рис. 1.1): продуктовая и процессная. Продуктовая инновация охватывает внедрение новых или усо вершенствованных продуктов. Поэтому продуктовые инновации подразделяют на два вида: 1) базисная продуктовая; 2) улучшающая продуктовая.
Исходный пункт в понимании инноваций Инновация как продукт Конечный результат инновационного процесса (новые продукты и услуги) Инновация как процесс Изменение состояния (срез развития) - на макроуровне - на микроуровне Инновация-процесс и инновация-продукт неразрывно связаны между собой! Рис. 1.1. Неразрывность инновации-продукта и инновации-процесса Процессная инновация представляет собой освоение новых форм и методов организации производства при выпуске новой продукции. При этом имеется в виду, что выпуск новой продукции можно организовать с использованием уже имеющихся технологии, оборудования, энергетических ресурсов и при использовании традиционных методов организации производства и управления. Существует множество различных вариантов классификаций ин новаций (рис. 1.2). Критерий Виды инноваций По глубине вносимых изменений - Эпохальные - Базисные - Улучшающие - Псевдоинновации По технологическим параметрам - Продуктовые - Процессные По типу новизны для рынка - Новые для отрасли в мире - Новые для отрасли в стране - Новые для данного предприятия По времени выхода на рынок - Инновации-лидеры - Инновации-последователи Рис. 1.2. Классификация технологических инноваций
Понятие «эпохальные инновации» ввел в 1971 г. нобелевский ла уреат Саймон Кузнец для обозначения переворотов, которые происходят раз в несколько столетий, приводят к глубочайшим трансформациям и знаменуют переход к новому технологическому или экономическому способу производства. По его мнению, всю экономическую историю можно разделить на экономические эпохи, каждая из которых определяется эпохальным нововведением с присущими ей характеристиками роста. К таким эпохальным нововведениям можно отнести промышленную революцию, развернувшуюся с конца XVIII в., и ее сердцевину, новый источник роста – появление современной науки, которая «создала потенциал для развития технологии во много раз больший, чем существовавший до этого». Примерами эпохальных инноваций являются освоение скотоводства и земледелия, появление письменности, изобретение огнестрельного и термоядерного оружия, создание государства, распространение глобализации и др. Именно эпохальные нововведения и реализующие их потенциал волны базисных инноваций лежат в основе происходящих на стыке исторических эпох трансформаций общества, перехода его с одной ступени на другую. Важнейший вклад в теорию инноваций внес немецкий ученый Г. Менш, осуществивший классификацию инноваций на три крупные группы: базисные, улучшающие и псевдоинновации. Базисные инновации – это продукты, процессы или услуги, обла дающие либо невиданными ранее свойствами, либо известными, но значительно улучшенными по производительности или по цене свойствами. Эти радикальные инновации создают такие значительные изменения в процессах, продуктах или услугах, что приводят к трансформации существующих рынков или отраслей или же создают новые рынки и отрасли, к примеру, сферу электронного бизнеса благодаря интернету. Волны базисных инноваций в последние столетия наблюдаются примерно раз в полвека при переходе к очередному технологическому укладу, Кондратьевскому циклу и радикальным преобразованиям в других сферах общества в рамках преобладающей мировой цивилизации (или ее этапа), технологического и экономического способа производства, политического и социокультурного строя и т. п. Улучшающие инновации направлены на развитие и модифика цию базисных инноваций, они намного многочисленнее их, но отличаются значительно меньшей новизной и более коротким жизненным циклом. Улучшающие инновации представляют собой незначительные, не революционные изменения, во многом предсказуемые и
предопределенные существующими продуктами, технологиями. В рыночной экономике, по мнению Г. Менша, предпочтение всегда отдается улучшающим инновациям – как наименее рискованным и, как правило, более дешевым. Именно через реализацию улучшающих инноваций развивается дух предпринимательства и новаторства в разных сферах общества. К несущественным видоизменениям (псевдоинновациям) можно, например, отнести: - незначительные технические или внешние изменения в про дуктах, оставляющие неизменными конструктивное исполнение и не оказывающие достаточно заметного влияния на параметры, свойства, стоимость изделия, а также входящих в него материалов; - расширение номенклатуры продукции за счет освоения произ водства не выпускавшихся прежде на данном предприятии, но уже известных на рынке продуктов, с целью удовлетворения текущего спроса и увеличения доходов предприятия. Псевдоинновации распространены, как правило, на заключитель ной стадии жизненного цикла системы, когда она уже в основном исчерпала свой потенциал, но всячески сопротивляется замене на более прогрессивную систему. Классификацию инноваций можно проводить по разным схемам, используя различные классификационные признаки. Например, П. Н. Завлин и А. В. Васильев предлагают классификацию инноваций, базирующуюся на семи классификационных признаках (табл. 1.1). В. В. Горшков и Е. А. Кретова в качестве основы классификаци онной схемы инноваций используют два признака: структурную характеристику и целевые изменения. С позиции структурной характеристики инновации подразделяются на три группы: - инновации «на входе» в предприятие; - инновации «на выходе» из предприятия; - инновации структуры предприятия как системы, включаю щей в себя отдельные элементы и взаимные связи между ними. По целевому изменению инновации разделяются на технологиче ские, производственные, экономические, торговые, социальные и инновации в области управления. По мнению И. Т. Балабанова, система классификационных при знаков должна включать целевой, внешний и структурный (рис. 1.3).
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину