Огонь, разряд и полчища клещей8

• Галина Костина

Одежду, которая защищает от высоких температур и огня, во всем мире используют для нужд армии, космоса, атомной промышленности, чрезвычайных служб, а также производств, связанных с рисками. Ее шьют из специальных волокон. Первыми разработали уникальное арамидное волокно ученые компании Du Pont, это было в начале 1960-х. Волокно под названием «кевлар» вышло на рынок в 1975 году, в основном его использовали для бронежилетов. В Советском Союзе технологии производства арамидного волокна появились чуть позже, правда, выпускали его в очень небольших количествах. Наладить масштабное современное производство было решено в Кустанае, в первую очередь для нужд космической и авиационной промышленности. Но закончили строительство аккурат к развалу Союза. Казахстану тогда было не до него, российские специалисты уехали — в общем, предприятие было заморожено, да так и развалилось. Технология была продана Китаю, который сейчас производит более 2000 тонн волокна. В России же, по некоторым оценкам, делают всего 50 тонн: несколько небольших предприятий выпускают его для армии, космоса и атомной промышленности. Такое внутреннее производство не в состоянии покрыть даже спрос для стратегических нужд. 1000 тонн Россия импортирует, в основном уже в виде готовых тканей.

Компания «Энергоконтракт», лидер на российском рынке термостойкой одежды (объем продаж около 2 млрд рублей), тоже начинала с покупки готовой продукции, а потом сама стала делать ткани из арамидных волокон. Однако ее стратегической целью было создание полного цикла производства. Полный цикл — это производство мономеров из нефти или каменного угля, синтез полимеров, формование нити и волокна, изготовление из волокна пряжи, из пряжи — ткани и, наконец, костюмов. Однако в начале своего пути руководители компании не подозревали, что самым сложным и неподъемным будет последний этап в их историческом продвижении от готовых костюмов и первый в технологической цепочке — производство мономеров и синтез термостойкого полимера.

Термомен не одобрил

Двадцать лет назад учредители нынешней компании «Энергоконтракт» даже и не думали об инновациях. Из инженеров-энергетиков они превратились в коммерсантов, торговавших обувью. Однажды по просьбе своих бывших сослуживцев они сделали первые поставки защитной обуви для энергетиков. И заинтересовались рынком спецодежды — прикинув, что в этой нише конкурентов практически нет, а сам рынок можно начинать выстраивать, прививая трудящимся эстетику и корпоративный дух с помощью униформы. Изучение потенциального спроса позволило определить несколько десятков категорий специальностей, которые компания могла бы охватить. Но сосредоточиться все же решили на поставке специальной одежды и обуви для энергетиков. Во-первых, они сами вышли из этой отрасли; во-вторых, там были полезные контакты; в-третьих, открывался некий простор для творчества, контрастирующий со скукой рутинных поставок дешевых штиблет. Для начала нужно было изучить потребности различных специалистов, работающих с электросетями, и попытаться что-то им подыскать, а что-то придумать самим. Первая инновационная разработка «пришла» в компанию в 1992 году, опять-таки от бывших коллег. Некогда заброшенная технология экранирования от электрических полей, необходимая для защиты специалистам, работающим вблизи мощных электролиний, получила в маленькой компании поддержку. В основе комплекта должна была использоваться негорючая электропроводящая ткань, на которую электрохимическим способом наносилось тончайшее покрытие из различных металлов. Такой комплект должен был пропускать ток, который не касался бы тела человека, и защищать от электромагнитного излучения.

В 1994 году частное предприятие превратилось в ЗАО «Энергоконтракт» с вполне оформившейся миссией — обеспечение энергетиков необходимыми специальными одеждой и обувью. Компания размещала на разных фабриках заказы на пошив обычной спецодежды и попутно занималась созданием экранирующих комплектов, которые были выпущены в 1996 году. Пока специалисты компании разбирались, что еще нужно энергетикам, к ним обратились нефтяники. Компания «ЛУКойл» сделала запрос, могут ли в «Энергоконтракте» сшить костюмы из номекса. Такие костюмы они подсмотрели у своих американских коллег.

Технический директор компании Ирина Филиппова вспоминает, что тогда они и бровью не повели, хотя о номексе слыхом не слыхивали. Интернета у них не было, пришлось аккуратно расспрашивать всех знакомых. Выяснили, что номекс — это специальное метаарамидное волокно, которое выпускает Du Pont, и, кстати, у Du Pont есть представительство в Мос­кве, куда и отправились руководители «Энергоконтракта». Не только за партией ткани для нефтяников, планы были далекоидущие. В отличие от кевлара — параарамидного волокна, основным достоинством которого является прочность, главное достоинство метаарамидного номекса — термостойкость. А это то свойство, которым должны обладать защитные костюмы не только для нефтяников, но и для энергетиков. Отправной точкой для начала производства костюмов из такой ткани для энергетиков стало печальное обстоятельство: в Нижнем Новгороде от электрической дуги в распределительном устройстве сгорели четыре человека. Специалисты «Энергоконтракта» выяснили, что электротравмы составляли примерно 10% несчастных случаев на производстве, половина из них — с летальным исходом.

«На тот момент никаких защитных костюмов от электрической дуги не было, — рассказывает Ирина Филиппова. — Специалисты заходили в такое распредустройство в обычной рабочей одежде. Но если допускалась ошибка, там начинались такие молнии, которые не то что человека — металл расплавят. И мы решили, что для такого случая нужно сшить костюмы из дюпоновского номекса, которые защитят в первые минуты аварийной ситуации и позволят покинуть опасное место».

Привыкшие шить спецодежду из обычных тканей, хлопка и синтетики, специалисты «Энергоконтракта» довольно быстро сконструировали костюмы из номекса и поехали с ними в Женеву: там как раз была смонтирована первая установка для испытаний термостойких тканей и костюмов. Выглядела она почти как в триллере: вокруг металлического манекена — Термомена, как бы подвешенного за шею, располагалось 12 горелок открытого огня. Более ста датчиков, расположенных на манекене, считывали информацию с костюма во время горения и некоторое время после. «До начала испытаний мы были уверены в успехе, — вспоминает Ирина Филиппова, — но после получения результатов у меня началась истерика. Я не хотела верить своим глазам, кричала, что нам подсунули фальшивый номекс». Лишь успокоившись, уже в Москве, в компании стали спокойно и детально разбираться во всех нюансах работы с непривычной тканью. Причем до нюансов пришлось докапываться самостоятельно, привлекать ученых-текстильщиков, потому что зарубежные производители тканей из номекса не желали делиться подробностями технологий. Оказалось, что в «Энергоконтракте» в первых своих опытах не учли многих вещей: что у номекса есть некоторая термическая усадка после воздействия высоких температур, что нельзя использовать синтетические шнурки в качестве завязок на поверхности костюма, нельзя собирать складки на талии, потому что огонь будет втягиваться в пустую полость.

Работа над ошибками позволила наконец создать «правильные» костюмы, и после множества испытаний «Энергоконтракт» стал раздавать их энергетикам в опытную носку. В 1999 году костюмы стали продаваться буквально поштучно, потом слух о том, что они действительно защищают, стал распространяться по предприятиям. Но, даже зная об эффективности этих комплектов, энергетики покупать их не спешили: они следовали прописанным еще с незапамятных времен нормам выдачи ватников и хлопчатобумажных штанов и курток. Лишь с 2001 года, когда РАО ЕЭС, озабоченное безопасностью своих работников, внесло термостойкие костюмы в эти нормы, дела у «Энергоконтракта» пошли бойчее. Сейчас, по словам Ирины Филипповой, их костюмы носят энергетики всей страны.

Воланы для клеща

В начале 2000-х в компании озаботились вопросом снижения издержек, решение которого позволяло сделать шаг к созданию компании полного цикла. «Мы подумали, что покупать готовые и окрашенные ткани дорого, а мы не такие уж идиоты, чтобы самостоятельно не сделать ткань из термостойкой пряжи, — рассказывает Филиппова. — Я до этого проработала пятнадцать лет в текстильном НИИ и была уверена, что справлюсь. Сейчас даже страшно вспоминать, сколько же на первых порах было перепорчено пряжи». Опять-таки знания тонкостей работы с термостойкой пряжей компании не хватало. Узнать было не у кого, зарубежные продавцы ткани из номекса прямо не советовали ввязываться в это сложное дело (понятно, что поставщики были заинтересованы в продаже изделий с более высокой добавленной стоимостью). Но в компании создали отдел новых технологий и стали привлекать туда ученых. «Сначала мы пытались делать из пряжи аналоги тех тканей, которые покупали за рубежом, — рассказывает руководитель отдела новых технологий доктор химических наук Нина Зубкова, — потом стали экспериментировать с технологиями плетения, чтобы делать не толстые тяжелые ткани, а более объемные “дышащие”». Ведь важно, чтобы костюмы не только защищали, как броня, но и были удобными для постоянной носки. Мы комбинировали пряжи, испытывали различные добавки: к примеру, для защиты от горячего металла применили уникальное полимерное покрытие, с которого горячие брызги просто стекали». Эксперименты длились несколько лет, и только в начале 2009 года компания вышла на стабильный выпуск собственных тканей. Для них компания построила собственное производство в подмосковном Томилине.

В компании отрабатывали различные варианты тканей для расширения ассортимента. «Мы ездили по предприятиям энергетиков, нефтяников, металлургов, сидели у них на совещаниях, чтобы понять, в какой защите нуждаются работники этих компаний, — рассказывает Ирина Филиппова. — Пока не увидишь, как человек в рваном ватнике орудует рядом с расплавленным металлом, не поймешь, что ему нужно». Общение с будущими потребителями позволяло не только придавать ткани определенные функции, но и учитывать особенности работы в дизайне костюмов: к примеру, положение рук во время сварочных работ (особый рукав), позы (специальные наколенники), необходимость дополнительной защиты от искр (специальные манжеты и воротник-стойка).

Так в компании начали разрабатывать комплекты, защищающие от таких рисков, как статическое электричество, искры и брызги расплавленных металлов, открытое пламя, сырая нефть и нефтепродукты, а также укусы клещей и комаров. Большая часть таких комплектов обладает и термостойкостью.

Костюмчик от клещей — уникальное изобретение «Энергоконтракта» — запросили все те же энергетики. В последние годы в регионах Восточной Сибири, Урала и Дальнего Востока увеличилось число случаев заболевания клещевым энцефалитом. В прошлом году, к примеру, рост заболеваемости в стране превысил 30%. «Мы вышли на ученых, которые этих клещей знают как облупленных, — говорит Ирина Филиппова. — Выяснили, что эти паразиты переносят до десятка самых серьезных инфекций, включая энцефалит, не боятся ни жары, ни холода и вообще у них практически нет внешних врагов. В советское время их душили химикатами с воздуха, потом в целях безопасности населения перестали, и клещи в последние годы стали реальной угрозой во многих регионах страны». Нужно было придумать такую модель, которая совмещала бы как механическую, так и химическую защиту. Ученые дали подсказку: клещ в ожидании жертвы сидит на кончике травинки, а встретив ее, ползет строго вверх до первого контакта с теплой кожей, в которую жадно впивается. В результате в «Энергоконтракте» создали дизайнерский костюмчик с воланами в семь рядов. Воланы, правда, не такие, как на дамской блузке, это плотные складки-ловушки, в которые должен заползти подлый клещ, да там и застрять. К тому же под этими складками находятся специальные полоски с нанесенным химическим веществом, которое здорово бьет клещу по мозгам. В результате клещ сначала теряет ориентацию, забывает, что рвался к голому телу, а через 3,8 минуты и вовсе помирает.

Многочисленные испытания противоклещевых костюмов проводились в полевых условиях. Испытуемыми были все те же ученые, самозабвенно изучающие повадки клещей. Ходили тройками: один в костюме с воланами, другой — в обычном, третий должен был присматривать за обоими. Потом вместе считали, сколько клещей было на разных костюмах и в каком они состоянии, тщательно сортируя живых и дохлых. Костюмы испытывались также на многочисленные стирки для проверки сохранности химической защиты. В 2009 году, когда в компании убедились, что костюмы от клещей надежно защищают, и эту уверенность подтвердили испытания специальной службы Роспотребнадзора, решились выпустить их на рынок. Этот же костюмчик, кстати, защищает и от комаров. У «Энергоконтракта» есть как зимние, так и летние варианты, к которым проявляют теперь интерес не только энергетики, но и любители ходить в лес по грибы и ягоды.

Сейчас серьезным испытаниям подвергаются новинки — защитные комплекты для металлургов и сварщиков. Испытания идут уже третий год. «В металлургии со спецодеждой сейчас ситуация примерно такая же, как у энергетиков лет десять назад, — говорит Ирина Филиппова, — одеты кто во что горазд: в валенки, суконные костюмы, которые очень быстро выходят из строя. Главный риск у металлургов — попадание расплавленного металла с температурой плавления 750 градусов или даже 1000 — у чугуна. Нужно добавлять специальные минеральные волокна, пропитки, причем такие, которые после стирок не потеряют своих функций». Филиппова рассказывает, как на одном из таких предприятий проверяют защитную ткань: натягивают ее на металлическую рамку возле того места, где из ковша льется расплавленный металл, капли которого попадают на ткань, и потом смотрят, что от нее осталось. «Энергоконтракт» провел уже немало испытаний и в ближайшее время собирается получить сертификат на опытную партию.

Сейчас компания выпускает 171 модель и более 1000 модификаций зимних и летних комплектов одежды, специальной обуви и прочих защитных аксессуаров. В планах — довести до ума костюм сварщика (он должен больше защищать от искр, в отличие от расплавленного металла у металлурга), на очереди — защитные комплекты от горячего пара.

К тканям четвертого поколения

Существенное расширение ассортимента стало возможным благодаря организации производства пряжи из термостойкого волокна. Это было освоением следующего этапа технологической цепочки. Производство пряжи тоже нужно было осваивать самим (зарубежные фирмы не хотели делиться секретами), специальное оборудование не продавалось — покупали разное, дорабатывали под свои нужды на месте. Пряжу стали делать не только из дюпоновского волокна, но и из волокна от других поставщиков. «Здесь у нас уже открывался простор для творчества, — говорит Нина Зубкова, — как повара на кухне, мы могли делать самые разные виды пряжи исходя из того, какими функциями они должны быть наделены. В зависимости от того, какое еще волокно мы в пряжу добавляли, она становилась более прочной или более огнестойкой, более антистатичной или более гигроскопичной. Все эти новые ткани — наши собственные разработки. И они, и наша пряжа под названием “термол”, включая все придуманные ее вариации, запатентованы. Недавно мы получили международный сертификат, чтобы в будущем иметь возможность работать на мировом рынке».

Производство собственной пряжи позволило компании выйти на более конкурентный рынок волокна, оно покупается у разных производителей. Однако в любой момент может случиться так, что зарубежные компании (а их не так много) примут решение не продавать волокно. Такой звоночек уже был. Очередная задача «Энергоконтракта» — создание собственного волокна.

Для этого в компании была сформирована рабочая группа, в которой помимо своих разработчиков собрались приглашенные ученые и специалисты. Сейчас, по словам Нины Зубковой, технология получения российского оригинального метаарамидного волокна в стране есть. Но для его производства нужны мономеры и синтезированные из них полимеры. Покупка такого сырья крайне затруднительна. Одно из российских производств в Камень-Шахтинском — волокна русар для производства параарамидной нити для изготовления бронежилетов — часть мономеров покупает на российских химических предприятиях (они предназначены для красителей), часть — за рубежом (эти узкопрофильные мономеры у нас не делаются, даже при существующем внутреннем спросе на них небольшие заказы предприятиям не интересны). Инвестиции же в строительство производства мономеров и полимерного волокна, по расчетам специалистов «Энергоконтракта», могут вылиться в круглую сумму — примерно 300 млн евро. Одной компании они не под силу.

«Сейчас в стране потребляется чуть больше тысячи тонн арамидных волокон, но если бы мы задались целью одеть в защитную одежду всех работников рискованных специальностей, этот спрос был бы как минимум в два раза больше, — говорит Ирина Филиппова. — К тому же к нашим оригинальным изделиям проявляют интерес за рубежом».

В позапрошлом году с подачи президента Медведева был разработан план создания текстильных кластеров в нескольких регионах страны. Но речь шла в основном о натуральных волокнах, льне, синтетической пряже. Текстильщики называют их волокнами первого и второго поколения. Волокна со специальными заданными свойствами вроде кевлара и номекса, появившиеся в 1960-х, называются волокнами третьего поколения. В связи с бурным развитием нанотехнологий ученые, в том числе из «Энергоконтракта», готовят ткани четвертого поколения. «К примеру, введение нанодисперсных структур уже на стадии синтеза полимеров позволит придавать волокнам необходимые характеристики, — говорит Нина Зубкова.
— Они смогут стать непробиваемыми, непрорезаемыми, непрожигаемыми, бактерицидными, противостоящими инфекциям, поглощающими запахи или, наоборот, долго сохраняющими нужные ароматы, они не будут бояться ни жары, ни холода, ни других агрессивных сред».      

• Нынешний уровень развития биотехнологий показывает, что инновационная нанокерамика может быть недорогой и качественной
• Создание в Омской области научно-исследовательского центра технического углерода и полимеров позволит «омолодить» внедряемые передовые технологии и нивелировать привязанность к разработкам извне
• Нанороботы гуляют по сосудам