Лаборатория научных основ технологии процессов полученияполимерных и нефтехимических продуктов на основе не нефтяного сырья (заведующий лабораторией д.х.н. П. Е. Матковский)

Петр Евгеньевич Матковский работает в Отделении ИХФ с 1968 г., является одним из ведущих специалистов в области кинетики, катализа, технологии процессов полимеризации, олигомеризации и синтеза различных продуктов на основе не нефтяного сырья. Совместно с другими учеными им созданы научные основы процесса получения высших альфа-олефинов олигомеризацией этилена на комплексных катализаторах, а также процессов получения полиэтиленкаолиновых композитов, полиэтилена низкой плотности, синтетических масел и ряда других продуктов. Ученик и продолжатель дела Н.М. Чиркова. В соавторстве с Н.М. Чирковым, Ф.С. Дьячковским и Н.С. Ениколоповым Петр Евгеньевич является автором трех монографий, обобщающих основные результаты исследований в области металлокомплексного катализа и сополимеризации олефинов, а также получения полимеров с использованием не нефтяного сырья.

Далее рассказывает сам Петр Евгеньевич:

«Я родился 1 февраля 1940 г. в селе Исаево, Николаевского района, Одесской области в семье крестьянина-колхозника.

В 1957 г. окончил Антонюковскую среднюю школу Николаевского района, Одесской области. Одновременно с учебой в школе приходилось работать на приусадебном участке площадью 0,5 гектара и в колхозе «Путь к коммунизму».

В 1957 г. поступил в Одесский госуниверситет на химический факультет. Высочайший профессионализм и увлеченность преподавателей предопределили мою узкую специализацию – физикохимия полимеров и коллоидов. Этот выбор закрепился преддипломной трехмесячной практикой в Ленинградском ОНПО «Пластполимер». Дипломная работа «Полимеризация стирола в эмульсии, стабилизированной смесями эмульгаторов», выполненная под руководством профессора С.С. Иванчева, позволила получить практическое представление о кинетических и других проблемах синтеза полимеров, об изучении их насцентных, молекулярно-массовых, реологических и деформационно-прочностных свойств. Университет окончил с отличием, однако из-за вызывающе уклонистского отношения к официальным комсомольско-политическим мероприятиям был наказан распределением в Гурьевский институт химии нефти и природных солей АН КазССР. Сразу же после распределения на работу пошел в библиотеку университета и из территориально-административного справочника по СССР узнал, что Гурьев расположен в дельте реки Урал, является областным центром с населением около 150000 человек и что в окрестностях этого города имеется тополиная роща в сорок стволов. Последнее в совокупности со скудной информацией о том, что где-то в тех местах отбывал в свое время ссылку украинский поэт Т.Г. Шевченко, было многообещающим стимулом для начала трудовой деятельности. Действительность превзошла все ожидания – Гурьев предстал как грязный провинциальный забытый всеми городишко, в котором в одном из недостроенных цехов Гурьевского химзавода «Синтезспирт» влачил жалкое существование созданный одесситом, академиком АН КазССР В.Г. Беньковским Институт химии нефти и природных солей АН КазССР. В этом институте в августе 1962 г. началась моя научная деятельность.

Выбор темы первой научной работы, а по сути и направления последующих исследований и разработок определил сочетание случая, моего экспериментального педантизма, научного любопытства, желания самоутверждения, интуитивного практицизма. По моей просьбе, которая определилась университетской специализацией, меня зачислили в лабораторию высокомолекулярных соединений упомянутого института, в то время в совершенно пустую комнату – цех площадью около 100 м2. Сразу же после этого меня командировали на стажировку в Москву в ИХФ АН СССР, где, видимо, случайно я попал в лабораторию докт. хим. наук, профессора Н.М. Чиркова. Встреча и последующая работа под руководством Н.М. Чиркова – это главная удача моей жизни. Именно он являлся и является для меня достойным подражания идеалом Ученого, Человека, Гражданина. Период стажировки, последующая совместная работа и общение с Н.М. Чирковым до последних дней его жизни – это тема для весьма поучительной увлекательной книги. По его предложению в 1962 г. я начал изучать кинетические закономерности нестационарной полимеризации и сополимеризации этилена, пропилена и ацетилена в присутствии коллоидно-дисперсных комплексных катализаторов. Результаты этих исследований явились основой кандидатской диссертации, которую я защитил 2 июня 1966 г. в Институте химических наук АН КазССР в Алма-Ате. Научным руководителем моей кандидатской диссертации был Н.М. Чирков.

После защиты кандидатской диссертации меня перевели на должность старшего научного сотрудника, а затем назначили исполняющим обязанности заведующего лабораторией высокомолекулярных соединений. По приглашению и рекомендации Н.М. Чиркова в марте 1968 г. я переехал в Черноголовку, где был зачислен на должность младшего научного сотрудника в Филиал ИХФ АН СССР в группу полимеризации олефинов на комплексных металлоорганических катализаторax и привлечен к разработке научных основ и технологии процессов получения линейного полиэтилена на системе (С5Н5)2ТiСl2–(С2Н5)2А1С1 (ДЭАХ) в среде хлористого этилена.

Этот процесс отрабатывался на опытной установке проточного типа под руководством Х.-М.А. Брикенштейна. Для обсуждения научных, технологических и технических проблем у директора Филиала ИХФ АН СССР Ф.И. Дубовицкого регулярно проводились совещания, на которые приглашались Н.М. Чирков, А.Е. Шилов, Ф.С. Дьяч­ковский, Х.-М.А. Брикенштейн, П.Е. Матковский, Г.П. Белов, Л.Н. Распопов, Э.А. Фушман, А.А. Иванов, М.П. Ге­расина, представители КБ и производственного отдела ФИХФ АН СССР. Вначале разработки развивались успешно, но при осуществлении многосуточных экспериментов на опытной установке проточного типа неожиданно выяснилось, что после 5–часов стационарного протекания полимеризации скорость процесса и молекулярная масса образующегося ПЭРКа начинают существенно снижаться.

Детально изучалось влияние природы среды на активность катализаторов, среднечисловую молекулярную массу продуктов, селективность процессов и на концентрацию ионов. Нами совместно с Л.Н. Руссиян показано, что алкилированные ионы титана RTi’ X2 участвуют в актах передачи цепи на мономер, а не в актах роста цепи, как утверждали А.Е. Шилов и Ф.С. Дьячковский. При этом впервые была обнаружена возможность осуществления селективной димеризации этилена в бутен-1 на системе Ti(OR)4–A1R3 в среде простых эфиров.

Основные результаты исследований в области металлокомплексного катализа полимеризации и сополимеризации олефинов, выполненные в ИХФ АН СССР в период с 1958 по 1976 гг., обобщены в книгах Н.М. Чиркова, П.Е. Матковского «Сополимеризация на комплексных катализаторах» и Н.М. Чиркова, П.Е. Матковского, Ф.С. Дьячковского «Полимеризация  на комплексных металлоорганических катализаторах».

В 1970 г. передо мной возникла проблема выбора оригинального научного направления исследований. К тому времени выяснилось, что с помощью КМК можно осуществлять не только полимеризацию, но и процессы димеризации, олигомеризации, теломеризации и дипродорционирования олефиновых, диеновых и ацетиленовых мономеров. Исходя из опубликованных тогда отрывочных патентных данных, я с группой сотрудников приступил к разработке нового направления металлокомплексного катализа – регулируемой полимеризации. Под регулируемой полимеризацией подразумевается полимеризационные процессы, приводящие к образованию веществ, свойства которых существенно изменяются при изменении числа звеньев мономера в цепи. Наиболее важными проблемами этого направления является регулирование характеристик ММР, разветвленности и функциональности продуктов. В период с 1970 по 1980 гг. эти проблемы были успешно решены. В результате этого были созданы научные основы ряда новых процессов: высокоселективного процесса получения бутена-1 димеризацией этилена в среде простых эфиров: получения высших линейных альфа-олефинов С– С30 методом низкотемпературной олигомериэации этилена на RMK; получения этиленовых и гексен-октеновых ненасыщенных, гидрированных и ароматизированных масел разнообразного назначения; одностадийного процесса получения высших моно- и полиалкилароматических углеводородов детергентного и масляного назначения методом теломеризации этилена на бифункциональных КМК; ненасыщенного и ароматизированного воскообразного полиэтилена; одностадийного процесса получения линейного полиэтилена низкой плотности полимеризацией этилена на би-центровых КМ’К; процесса диспропорционирования альфа-олефинов С– С8 в олефины С10 – С14.

Некоторые из этих процессов имеют сходное технологическое оформление, что позволяет создать уникальную гибкую технологию производства целого ряда важнейших нефтехимических продуктов. Это позволит без затрат перестраивать производство на выпуск продукции, определяемой конъюнктурой рынка. Процессы получения высших линейных альфа-олефинов и олигоолефиновых масел в настоящее время реализуются в промышленности.

Начата разработка научных основ процессов получения высших изоолефинов, высших алкилалюминийхлоридов и 1,4-гексадиена.

По результатам этих исследований и разработок в 1980 г. мною оформлена и защищена докторская диссертация па тему «Кинетические закономерности и механизм регулируемой полимеризации на комплексных металлоорганических катализаторах».

Сразу же после этого фронт работ руководимой мною группы исследователей сместился в направлении разработки научных основ процессов получения полимерных и нефтехимических продуктов на основе не нефтяного сырья – процесса получения синтетических композиционных материалов на основе высокодисперсных минеральных наполнителей; сололимеризации этилена с ацетиленом и оксидом углерода; каталитической окислительной димеризации метана в этилен; углекислотной конверсии метана в углеводороды; катализируемой цеолитами конверсии метанола в олефины и другие углеводороды; поликонденсации метана в ВЧ разряде на поверхности высокодисперсных минеральных наполнителей; пигментирования слюды оксидами переходных металлов.

Теоретическая и практическая актуальность указанных исследований и разработок предопределила необходимость реорганизации и усиления этих работ. В августе 1985 г. по инициативе А.Е. Шилова, Х.-М.А. Брикенштейна и Н.С. Ениколопова при поддержке Ф.И. Дубовицкого на основе руководимой мной группы олигомеризации, которая входила в лабораторию катализа полимеризационных процессов отдела полимеров и композиционных материалов, была создана лаборатория научных основ технологии процессов получения полимерных и нефтехимических продуктов на основе не нефтяного сырья. Она вошла в состав комплекса лабораторий химии и технологии каталитических процессов. Приказ о создании лаборатории и о назначении меня заведующим этой лабораторией (приказ № 349 К от 7 августа 1985 г.) подписал Н.Н. Семенов. Видимо, это был один из последних приказов, которые он подписал.

В настоящее время это направление исследований успешно развивается. Один из аспектов получения полимеров с использованием не нефтяного сырья отражен в книге Н.С. Ениколопяна, П.Е. Матковского «Газообразные неорганические окислы как сомономеры» (М.: Наука, 1985, 100 с). Завершается разработка технологии получения синтетических ПЭ-каолиновых, ПЭ-диатомитовых и ПЭ-бокситовых композитов с использованием натурально-иммобилизованных оксидных катализаторов полимеризации этилена. Все эти исследования выполнены мною вместе с Л.Н. Руссиян, Л.И. Черной, Г.П. Старцевой, В.Н. Беловой, Н.Н. Власовой, В.А. Штаркиным, А.Т. Папояном, В.М. Рудаковым, М.П. Герасиной, В.А. Голубевым, сотрудниками Филиала ВНИИОС – В.М. Мельниковым, 3.Г. Бушевой, О.А. Сычевой, Л.Ф. Косовой при участии многих других исследователей.