Chemický průmysl

S ohledem na studovanou specializaci tj. vysokomolekulární látky jsem byl po návratu ze studií v roce 1958 umístěn do VCHZ Synthezia Pardubice, kde se připravovala výroba silikonů.

Slovo „umístěn“ byl konkrétní termín. Absolventi středních a vysokých škol dostávali tzv. umístěnky, na základě kterých nastupovali pracovat do konkrétního podniku, ústavu, nebo organizace. Zde dostávaly plán zaškolení (cca půlroční), podle kterého se seznamovali s potřebnými pracovišti podniku, s ohledem na jejich předpokládané další zařazení. Tento systém měl výhodu v tom, že každý absolvent měl zabezpečeno ihned po absolvování školy zaměstnání. Nevýhodou bylo, že absolvent, pokud nebylo volné pracovní místo podle jeho požadavku, musel nastoupit tam, kam byl určen. Je pravda, že pokud místo nevyhovovalo a člověk si jiné místo našel, zpravidla odešel po určité době podle své volby.

Silikony se staly mojí doménou po dobu 13 let. V Chemoprojektu Pardubice (Ing. Slezák) se v té době projektoval zkušební provoz na výrobu silikonů, který byl umístěn v pobočném závodě VCHZ Synthezia, Lučební závody v Kolíně. Projekční podklady byly vypracovány v Ústavu organické chemie AV ČSR, kde se několik let prováděl základní výzkum jak organokřemičitých monomerů, tak i polymerů. Výzkumné oddělení vedl prof. Bažant, později člen korespondent AV a další významní chemici, Dr. Chvalovský, ing. Rathouský, Ing. Hetflejš aj. V 60. letech byl za vedení prof. Bažanta ustaven Výzkumný ústav teoretických základů chemické techniky v Suchdole, postaveny nové objekty včetně poloprovozních jednotek s moderním přístrojovým vybavením. Technologické podklady pro projekt byly zpracovávány v Ústavu organických syntéz v Pardubicích – Rybitví (Ing. Jiří Čermák, Ing. Sasín, Ing. Langer, Ing. Tichý), kde jsem více než rok pracoval jako výzkumný pracovník a oponoval projekční podklady. Následně jsem v roce 1960 přešel do Kolína, kde jsem byl vedoucím provozu a po jeho uvedení do provozu jsem pracoval na jeho rozšíření na kapacitu 350 t/rok, realizované v roce 1965 a spolu s Chemoprojektem Praha (Ing. Khol, Ing. Šindelář, Ing. Novotný) se podílel na vypracování projektu nového závodu o kapacitě 5 000 t/rok, který bohužel nebyl realizován v důsledku celostátního útlumu investičních akcí.

Veškeré podklady k výrobě širokého sortimentu silikonových výrobků byly produktem československých výzkumných ústavů, vedle jmenovaných i Ústavu makromolekulární chemie Brno (silikonový kaučuk, Dr. Kučera) a gumárenských směsí VŠCHT Praha (Ing. Schatz). Rovněž veškeré technologické a pomocné zařízení včetně měřících přístrojů a automatizačních prvků bylo československé výroby kromě jedné ultraodstředivky zakoupené u švédské fy Alfa Laval. To uvádím proto, že v ČSR byl schopný výkonný jak základní tak i technologický výzkum a vlastní strojírenské, elektrotechnické a jiné závody schopné dodat výrobky potřebné kvality. Chci poznamenat, že pokud by nebyla omezená mezinárodní obchodní spolupráce, některé části, zvláště v měření a regulaci by bylo zakoupit na vyšší technické úrovni u renomovaných zahraničních firem. Toto je však samostatné téma.

Silikony, tj. organokřemičité sloučeniny, jsou analogické látkám organickým, kde uhlík je zaměněn za křemík. Výrobní jednotka na výrobu silikonů zahrnovala širokou škálu organokřemičitých produktů, které jsou zřejmé z následujícího popisu výrobní technologie.

Základní surovinou je elementární křemík, který se mele na prášek požadovaného zrnění. V přítomnosti kovové práškové mědi, použité jako katalyzátor, reaguje křemík při zvýšené teplotě (300–400 °C) s metylchloridem za vzniku metylchlorsilanů, nebo s chlorbenzenem za vzniku fenylchlorsilánů. Vedle těchto monomerů se vyráběly i vinylchlorsilany a silikochloroform.

Organokřemičité monomery se získávaly ve vysoké čistotě 99,9 % rektifikací na vysoce účinných kolonách. K rektifikaci metylchlorsilanů byla použita tzv. svazková kolona, což byl svazek několika desítek náplňových kolon, každá o průměru 100 mm, s účinností 100 teoretických pater. Tento typ kolony byl ve 2. světové válce používán ve Švýcarsku k výrobě těžké vody pro atomový výzkum.

Vyrábělo se 10 různých organochlorsilanů: metyltrichlorsilan, dimetyldichlorsilan, trimetylchlorsilan, metyldichlorsilan, fenyltrichlorsilan, difenyldichlorsilan, silkochloroform (reakcí křemíku s chlorovodíkem), vinyltrichlorsilan (rekcí silikochloroformu a vinylchloridu), metylvinyldichlorsilan (reakcí metdichlorsilanu s vinylchloridem a tetrachlorsilan tj. chlorid křemičitý.

Z těchto monomerů se vyráběly finální silikonové výrobky, ke kterým bylo nutné dát obchodní názvy. Navrhl jsem názvy, které začínaly písmeny LUKO, což jsou začáteční písmena názvu závodu Lučební Kolín a tak byly pojmenovány jednotlivé druhy vyráběné v Kolíně silikonové výrobky.

Jednalo se o následující výrobky:

Hydrofobační prostředek silanolát sodný (LUKOFOB) se vyráběl hydrolýzou (tj. reakcí s vodou) metyltrichlorsilanu a následnou rekací s louhem sodným. Používal se hlavně pro hydrofobizaci fasád domů a jiných stavebních elementů. Upravený povrch nesaje vodu, která po něm stéká jako po voskovaném papíru.

Silikonové oleje se vyráběly v zásadě ve dvou druzích o různých viskozitách od 10 do 1000 cP. Metylsilikonové oleje (LUKOOIL M) se vyráběly hydrolýzou dimetyldichlorsilanu a následnou polymerací v přítomnosti kyseliny sírové jako katalyzátoru a hexametyldisiloxanu, jakožto determinační složky, jehož množství určovalo požadovanou viskozitu (připravoval se hydrolýzou trimetylchlorsilanu). Obdobně se vyráběly metylfenylsilikonové oleje (LUKOOIL MF) kohydrolyzou dimetyldichlorsilanu a difenyldichlorsilanu. Hlavní předností silikonových olejů je jejich biologická nezávadnost a vysoká termooxidační stabilita, u metyl-olejů 200 °C, u fenyl-olejů 240 °C. Vyráběly se i speciální metylfenylsilikonové oleje pro difuzní vývěvy (LUKOOL D).

Silikonové odpěňovače (LUKOSAN) se připravovaly ve formě past (silikonové oleje plněné aerosolem – oxid křemičitý) a ve formě vodních emulzí. Jde o vysoce účinné odpěňovací prostředky pro chemický, potravinářský, textilní průmysl aj.

Silikonové laky (LUKOSIL) se vyráběly v širším sortimentu kohydrolýzou směsi metal- a fenylchlorsilanů jejichž vzájemný poměr určoval jejich vlastnosti a následnou polymerací v rozpouštědle. Silikonové laky mají vysokou termooxidační stabilitu (180–240 °C), výborné elektroizolační vlastnosti, odlučovací schopnosti a jsou zdravotně nezávadné.

Silikonové kaučuky (LUKOPREN) se vyráběly v několika druzích. Připravoval se základní polymer alkalickou polymerizací oktametyltetracyklosiloxanu, získaného rektifikací z hydrolyzátu dimetyldichlorsilanu (viz. silikonové oleje) a s přídavkem určitého množství metylvinylcyklosiloxanů získaných kohydrolýzou dimetyldichlorsilanu a metydichlorsilanu. Jako katalyzátor se používal louh sodný a následně termolabilní katalyzátor tetrametylamoniumhydroxid. Z tohoto polymeru se připravovaly kaučukové směsi mísením na kalandrech s různými plnivy jako je aerosil, křemelina aj. Z těchto směsí vyráběly gumárenské podniky vulkanizací za vyšších teplot různé výrobky, které vyžadovaly vyšší termickou stabilitu, nebo pro medicinální účely. Ze silikonového kaučuku byly vyrobeny a použity v USA a v ČSR první srdeční umělé chlopně.

Byla zavedena výroba t.zv. studených kaučuků (LUKOPREN S) na bázi dimetylsiloxanolového polymeru, které mají široké použití jako tmely ve stavebnictví a vulkanizují působením vlhkosti na vzduchu při normální teplotě. Vyrábějí se z něho i různé formy pro odlévání svíček a kopií starých předmětů a používají se jako lepidla např. při sestavování skleněných akvarií.

Ve vedení oddělení silikonů jsem měl ing. Emana Boubelka (vedoucí výroby), Ing. Zdeňka Zadáka (technolog polymerů), Ing. Rudolfa Duška a Ing. Milana Wursta (vedoucí analytických laboratoří).