Алкенилянтарный ангидрид (Alkenyl Succinic Anhydride, ASA) — это синтетическое органическое вещество, применяемое в нескольких отраслях промышленности. Его производят в разных модификациях, отличающихся по молекулярной структуре и по свойствам.
Наибольший объем потребления приходится на целлюлозно-бумажную промышленность (ЦБП). ASA — это модификатор поверхностной энергии целлюлозы; на отраслевом сленге — просто «клей». Его вводят в состав сырьевой массы при производстве большинства видов бумаги и картона, выпускаемых на высокоскоростных линиях — от 1 километра в минуту. В бумагоделательной машине (БДМ) эмульсия ASA почти мгновенно вступает в реакцию этерификации с целлюлозой, придавая ей умеренные гидрофобные свойства. Массовая доля ASA в бумаге относительно мала (порядка 0,1%), но без этой добавки бумага была бы настолько гигроскопичной, что не выдерживала бы даже длительного контакта с воздухом.
ASA — химически активное и «капризное» вещество; его сложно синтезировать в чистом виде и не менее сложно хранить в безвоздушной среде, транспортировать и использовать. Весь процесс — от начала синтеза до подачи в эмульгатор бумагоделательной машины — должен исключать контакт с воздухом и водой. Даже то малое количество воды, которое содержится в воздухе, инициирует реакцию гидролиза ASA, приводящую к порче бумаги и поломкам оборудования. Кроме того, недопустимы отклонения от узкого температурного диапазона, что усложняет логистику. Это вещество нельзя перевозить в обычном грузовике, вагоне или морском контейнере, где температура может подниматься выше 50°C летом и опускаться ниже –20°C зимой.
Несмотря на все сложности, использовать ASA экономически выгодно. Оборудование, ориентированное на эту технологию, работает в составе автоматических линий на самых крупных и современных целлюлозно-бумажных комбинатах. Обработка ASA повышает влагостойкость продукции и расширяет область ее применения, поясняют эксперты. Клеи на основе ASA также используются в строительстве и автомобилестроении.
Какую бумагу делают без ASA?
Основная альтернатива ASA — алкилкетеновый димер (АКД), малоактивное воскообразное вещество. Его легко хранить и использовать, причем без особых условий и дорогого оборудования. Но реакция АКД с целлюлозой идет очень медленно: после схода с наката рулон бумаги приобретает достаточную гидрофобность только через несколько дней «созревания». Из-за этого высокоскоростное производство становится нерентабельным, а технологические ошибки долго остаются незамеченными. АКД используют на средних и малых скоростях, а также для выпуска некоторых марок крафт-бумаги и упаковочного картона, в том числе из макулатуры.
Иногда бумагу делают гидрофобной, добавляя в нее канифоль и сульфат алюминия. Из-за высокой кислотности такие листы со временем желтеют и рассыпаются. Эта устаревшая технология несовместима с современным производством, основанным на нейтральной или щелочной среде бумажной массы.
Ту бумагу, которая должна впитывать воду (например, в салфетках), производят без модификаторов поверхностной энергии, поэтому она сохраняет естественную гигроскопичность целлюлозы.
По данным дивизиона СИБУРа «Нефтепереработка и добыча», объем внутреннего рынка составляет5 тысяч тонн ASA. До 2022 года, пока страна была хорошо интегрирована в мировую экономику, российские ЦБК приобретали ASA у иностранных производителей. Эта продукция не попала под санкции, поэтому поставки частично сохраняются и теперь, но их объемы многократно сократились, стоимость резко выросла, а выбор поставщиков очень мал.
В 2026 году наибольшая доля ASA, поставляемого в Россию под разными марками, — это продукция одного китайского завода и ее менее качественные аналоги. Организационные проблемы, в том числе длительная логистика, усугубляются разбросом характеристик в разных партиях. Предприятия-покупатели отмечают нестабильность эмульсий, повышенное пенообразование в БДМ, наличие липких отложений на оборудовании и готовой продукции.
Трудности производства ASA
Основное сырье для производства ASA — это альфа-олефины (C₁₆—C₁₈) и малеиновый ангидрид (МАН). Альфа-олефины СИБУР начал выпускать еще в 1990-х, а в 2022 году запустил производство малеинового ангидрида, обеспечивающее теперь более 90% внутреннего рынка.
Схема получения ASA и его взаимодействия с целлюлозой
![$image['DESCRIPTION']](/upload/sprint.editor/7cb/bn383apj1ogn28c5xggp3ryi3fs4ocux.png)
Синтез ASA — технологически сложный процесс. Получать ASA непосредственно из альфа-олефинов и малеинового ангидрида в принципе возможно, но такой продукт будет застывать, то есть становиться твердым телом, уже при +25…+30°C. Его хранение, дозирование и применение в производстве бумаги окажется невозможным.
Коммерчески ценный ASA при рабочих температурах БДМ должен быть жидкостью, легко превращаемой в стабильную мелкодисперсную эмульсию. Для этого технологический цикл усложняют. Первый этап — реакция изомеризации альфа-олефинов: двойная связь переносится в середину углеродной цепи, из-за чего молекулы становятся более подвижными. Второй этап — реакция синтеза модифицированных олефинов с малеиновым ангидридом. В результате температура застывания готового продукта снижается до –5…–10°С.
В рамках классических гетерогенных технологий, которые до сих пор применяются на многих предприятиях, для изомеризации альфа-олефинов используют катализаторы — цеолиты в виде порошка или гранул. После завершения реакции остатки катализатора удаляют фильтрацией. Но при этом всегда остается риск попадания микрокристаллических остатков цеолитов в готовый продукт. Они ускоряют паразитный гидролиз и приводят к образованию липких отложений.
Компания «АКТО» разработала и внедрила передовую технологию на основе гомогенного катализатора, который полностью деактивируется после окончания реакции изомеризации и не влияет на свойства ASA. Аналогичные технологии используются на предприятиях ведущих мировых производителей. Готовый продукт соответствует мировому стандарту химической чистоты.
Побочные продукты изомеризации или новые возможности?
В процессе контролируемой изомеризации альфа-олефинов образуются сопутствующие олефиновые олигомеры. Технология «АКТО» позволяет использовать их для синтеза новых, перспективных модификаций ASA. Эти вещества обладают большим потенциалом применения в качестве сшивающих агентов для полимерных систем модификации поверхностей, а также базовых компонентов для гидрофобных покрытий.
Характеристики и преимущества российского ASA
«АКТО» выпускает ASA под маркой «Аквасайз AS». Сравнительные исследования, проведенные специалистами «СИБУР ПолиЛаба» в Воронеже, показали, что по физико-химическим характеристикам и компонентному составу российский продукт сопоставим с эталонными зарубежными образцами.
Помимо упрощения логистики и гарантированной доступности продукта (ввиду наличия сырья от СИБУРа), «Аквасайз AS» имеет ряд других преимуществ:
- низкая температура застывания, допускающая транспортировку в умеренных зимних условиях;
- высокая устойчивость к гидролизу;
- отсутствие липких отложений на оборудовании и на готовой продукции;
- отсутствие пенообразования, нарушающего структуру бумажного полотна;
- возможность использования при переработке макулатуры.
По словам главного технолога «Кнауф Петроборд» Игоря Кальянова, испытания продукта «Аквасайз AS» показали, что он сокращает количество брака в бумажной продукции в сравнении с импортным аналогом благодаря малому уровню гидролизных выбросов.
В дальнейшем «АКТО» при поддержке СИБУРа планирует расширение применения ASA на другие отрасли промышленности: лакокрасочную, клеевую, композиционную и т. д., а также производство модификатора поверхностной энергии целлюлозы второго типа — на основе АКД.
Локализация производства ASA в промышленном масштабе стала результатом сотрудничества: СИБУР обеспечил производство ключевого сырья и исследовательскую поддержку, а «АКТО» разработала технологию синтеза и организовала выпуск готового продукта. Кейс показывает, что устойчивое импортозамещение строится вокруг кооперационной цепочки — от сырья и лабораторной разработки до промышленного внедрения и технологического сопровождения предприятий-заказчиков.