Аннотация: В статье рассматривается проблема импортозависимости российских целлюлозно-бумажных комбинатов от зарубежных алкенилянтарных ангидридов (ASA), используемых для реакционной проклейки бумаги и картона. Предложен отечественный ASA, синтезируемый из российского сырья: α-олефинов C₁₆–C₁₈  и малеинового ангидрида. Описан принцип синтеза, включающий изомеризацию α-олефинов в смесь внутренних олефинов с использованием гомогенного катализатора (без стадии фильтрации) и последующую эне-реакцию. Показано, что применение гомогенного катализатора позволяет упростить технологическую схему, исключить потери продукта и достичь конверсии 70–80% по миграции двойной связи, что достаточно для получения конечного продукта с температурой застывания не выше +5С. Разработанный продукт успешно прошел стадии опытных выработок; получены стабильные эмульсии на основе катионного крахмала и специально разработанного полимера с размером частиц товарной формы эмульсии менее 2 мкм. Проклеивающая способность соответствует эталонному образцу «Kemira», что подтверждает конкурентоспособность отечественного ASA и возможность полного импортозамещения.

Ключевые слова: алкенилянтарный ангидрид, ASA, проклейка бумаги, α-олефины, изомеризация, гомогенный катализатор, эне-реакция, импортозамещение, целлюлозно-бумажная промышленность.

1. Введение

Алкенилянтарные ангидриды (ASA) являются одним из ключевых реакционных проклеивающих агентов в производстве бумаги и картона, работающих в нейтрально-щелочной среде. Их применение позволяет эффективно использовать карбонат кальция в качестве наполнителя, повышать белизну и качество готовой продукции. На российском рынке ASA представлены исключительно импортными продуктами, преимущественно производства компании «Kemira» (Финляндия) и ее китайских мощностей. Основные причины отсутствия отечественного производства – технологическая сложность высокотемпературного синтеза (эне-реакция при 180–220 °C) и необходимость тонкой настройки стадии эмульгирования, обеспечивающей стабильность товарной формы.

В последние годы зависимость от импортных химикатов стала критической для российской целлюлозно-бумажной промышленности. В связи с этим возникла задача разработки собственного ASA, который по качеству и стабильности не уступал бы лучшим зарубежным аналогам, но при этом базировался на доступном отечественном сырье и мог быть адаптирован к существующим технологическим схемам бумажных фабрик.

В данной работе представлен разработанный нами отечественный ASA, прошедший полный цикл лабораторных и опытно-промышленных испытаний. Ключевое новшество – использование гомогенного катализатора для изомеризации α-олефинов во внутренние изомеры, что позволило упростить технологию, исключить стадию фильтрации и снизить капитальные затраты. Полученный продукт успешно эмульгируется как в традиционном растворе катионного крахмала, так и в специально разработанном растворе полимера, обеспечивая размер частиц готовой эмульсии менее 2 мкм и проклеивающую способность на уровне эталонного образца ASA от «Kemira».

2. Обзор проблемы и существующих решений

На сегодняшний день российские целлюлозно-бумажные комбинаты полностью зависят от импортных поставок ASA. Основным поставщиком является «Kemira», которая организовала производство ASA на своих заводах в Китае, что позволяет ей предлагать продукт по относительно низкой цене. Высокая стоимость оборудования для высокотемпературного синтеза и сложность получения стабильных эмульсий долгое время сдерживали развитие отечественных аналогов.