4 工程塑料的发展一方面要依靠自己的力量,另一方面也要利用国外的技术和资金

工程塑料的发展

工程塑料是一种高性能聚合物材料,可以用作结构材料,在较宽的温度范围内承受机械应力,并可在恶劣的化学和物理环境中使用。换言之,它通常是指能够承受一定外力、具有良好机械性能和尺寸稳定性、在高温和低温下仍能保持优异性能的塑料,并可用作工程结构部件。与普通塑料相比,它具有更强的环境耐受性和适应性。

工程塑料的特点主要如下:① 密度低,1.0-2.0,一般为钢的1/6、铜的1/9-1/5和铝的1/2,具有很大的减重效果;② 高比强度:玻璃纤维增强工程塑料的抗拉强度与质量之比为1700-4000,而钢的抗拉强度仅为1600左右;优异的抗冲击和疲劳性能;耐磨、自润滑,可降低摩擦系数;③ 高耐热性和尺寸稳定性;隔热性能优异,导热率约为铁的1%,低于铜的2%;④ 良好的电气绝缘;⑤ 良好的化学稳定性,对酸、碱和一般有机溶剂具有良好的耐腐蚀性;⑥ 自由着色;⑦ 加工性能好,生产效率高;⑧ 易于与玻璃纤维和各种填料结合;⑨ 它可以降低成本,节省资源和能源。

与普通塑料相比,工程塑料具有高机械性能、良好的耐热性和高附加值。价格相当于普通树脂的3-4倍,但市场容量较小**五种通用热塑性工程塑料仅占塑料总产量的2.7%**在该范围内,PA是五种通用工程塑料中需求最大的*,其次是PCBT/PET和MPPO;中国PC的消费量大于PA。然而,近年来,由于相关行业的发展和工程塑料不可替代的优异性能,PC已成为快速增长的塑料品种,市场份额和应用领域不断扩大。

由于工程塑料具有优异的性能,更符合节能的趋势,近年来,工程塑料已广泛应用于电子、电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业。用塑料代替钢、用塑料代替木材已成为一种流行趋势。例如,一半以上的工程塑料用于汽车电子和电子产品,而普通塑料的主要用途是挤出成型。工程塑料已成为当前塑料行业中快速增长的领域。其发展不仅支撑了国家支柱产业和现代科技产业,而且促进了传统产业的转型和产品结构的调整。

国外市场趋势

中国塑料产业政策

我国工程塑料的发展现状

2006年,我国工程塑料消费和生产能力保持快速增长,未来将继续保持良好的发展态势。总的来说,中国工程塑料消费市场庞大,增长迅速;国内产量严重不足,特别是中、优产品严重依赖进口;有一定的技术积累,但产业化明显缓慢。

我国工程塑料的发展总体上处于高速增长的初级阶段。近年来,在相关产业的带动下,我国工程塑料行业呈现出良好的发展前景。总的来说,中国工程塑料行业在过去十年中取得了一定的发展。但是,我国工程塑料产业仍处于初级发展阶段,与国外相比还有10-20年的差距。但中国工程塑料行业发展前景广阔,即将迎来快速增长期。近年来,随着我国国民经济的快速发展,特别是汽车电子电器等制造业的快速发展、工程塑料得到了快速发展,生产能力不断提高,品种也在不断增加。但仍不能满足市场需求。大多数中高档产品仍然使用进口原材料。中国不应走外国的老路,而应抓住机遇,瞄准优秀市场,实现跨越式发展。建议石油石化行业有实力的大企业抓住机遇,积极进入该领域,瞄准中高端市场,努力实现跨越式发展。

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图1-1近年来中国五种工程塑料的消费量

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图1-2近年来中国五种工程塑料的产量

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图1-3中国五大工程塑料近年进口量

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图1-4中国近几年五种工程塑料消费/进口/自产对比

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图1-5 2002-2006年工程塑料进口量单位:万吨

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图1-6中国近年工程塑料出口情况单位:万吨

注:在图1-1至1-6中,pet用作工程塑料的比例较小,实际值为其树脂量

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2005年,中国普通工程塑料产量的年均增长率达到37.62%,但总量仅为当年消费量的69.05%。其中,宠物生产和消费占很大比重,增长也很快;此外,聚甲醛聚酰胺的生长也非常快,PBT也有很大的增长。然而,聚碳酸酯并没有大幅度增加,聚苯醚在中国迄今尚未生产。因此,这些产品的消费增长主要依靠进口。近年来,聚碳酸酯进口量快速增长,年均增长25.68%。PBT和聚甲醛的进口量也有所增加。2005年,除PET工程塑料外,其他工程塑料的消费增长相对较快。进口量基本持平,部分下降。表明在国内宏观调控下,我国工程塑料消费水平已达到相对稳定的阶段。这也表明,未来中国通用工程塑料的竞争不再是数量上的竞争,而主要是品种和质量上的竞争。

一般而言,工程塑料的市场价格也因原产地原材料/能源消耗的供应和营销/消费价格以及细分为不同类别的子类别产品型号的销售价格不同而不同。例如,在2005年第三季度市场周转率不佳和余姚塑料城工程塑料市场整体下滑之后,工程塑料价格在2006年也大幅上涨和下跌;2007年上半年,工程塑料市场相对稳定。

表1余姚塑料城工程塑料市场主流报价表

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图3-1余姚塑料城工程塑料PA市场主流报价

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图3-2余姚塑料城工程塑料PC市场主流报价

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图3-3余姚塑料城工程塑料POM市场主流报价

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图3-4余姚塑料城工程塑料PMMA市场主要报价表

但也有缺点。目前,我国工程塑料技术的研究和开发仍然集中在高性能、低成本的通用塑料工程上。对基础树脂合成的研究较少,导致树脂规模小,生产设备改造,工艺技术落后,品种单一,品牌少,档次低。然而,大多数企业使用改性造粒技术制造通用塑料工程金,其产品大多为通用工程塑料和改性树脂。工程塑料树脂的工业合成和生产停滞不前,这与蓬勃发展的国内市场需求不相适应。另一方面,市场需求大的中等和优质产品,如用于光盘的聚碳酸酯热塑性聚酯弹性体,生产不足。从生产规模来看,国外工程塑料的年生产能力低至5万吨,而我国工程塑料大多为千吨级装置或工业试验装置,难以实现规模经济,产品性能或价格无法与进口产品竞争。从企业分布来看,从事基础树脂生产的企业较少,从事工程塑料改性的企业较多,从源头上极大地制约了国内工程塑料的发展。近年来,由于原材料价格的上涨和可持续发展战略的提出,尼龙和PBT使用再生材料的情况很普遍,但产品质量需要标准化。

中国特种工程塑料产业与国外的差距主要体现在工业化进程缓慢。其研究成果并不落后于****的水平,但从实验室研究到工业化的时间却落后于国外几十年。然而,近年来,随着中国本土化意识的增强和进程的推进,中国已经改善并参与了**合作。

中国工程塑料行业存在诸多问题,直接制约着中国工程塑料的产业化、规模化、市场化、高效化和品牌化发展。首先,工业化进程缓慢,这与传统的产学研分离模式和资金投入不足密切相关。二是科研投入严重不足,无法自主开发**工艺技术。三是现有树脂及改性生产装置规模小,工艺技术落后,品种、档次少,档次低;很难实现规模经济。目前,国内工程塑料生产设备的开工率很低,工程塑料在产品性能或价格上无法与进口产品竞争。四是产品类型相对集中。主要集中在这方面,而国内基础树脂品牌小,进口量大,这在很大程度上制约了中国工程塑料的发展,使国内企业陷入中低档原材料价格竞争的怪圈。

发展趋势

随着工程塑料的发展和专业化,其应用领域将不断扩大,市场前景将十分广阔。该行业的发展出现了新的趋势。汽车电子和电子是工程塑料的重要应用领域。2006年,工程塑料在这两个市场获得进一步发展的同时,整个行业的市场竞争更加激烈和**,一些加工企业的盈利能力急需加强。其发展趋势主要体现在以下几个方面:1在通用塑料工程中,高性能、低成本的工程塑料将成为未来的主要发展趋势。由于使用新单体合成新品种塑料的难度高、周期长、投资大、效果慢,在20世纪80年代末这种趋势一直在下降。太多的新品种很难在短期内投放市场。它主要是在现有聚合物和单体的基础上,通过特殊催化剂或特殊工艺,在合金化、共混和改性方向上制造新品种的材料,以满足市场的不同需求。2 环境问题是科学发展观中可持续发展战略的重要组成部分。今后在开发产品时,不仅要考虑经济效益,还要考虑环境因素,必须以节能、节材和有利条件为基础。此外,塑料废弃物的有效回收利用将成为塑料工程的一个重要课题,尤其是工程塑料的回收利用,必将成为未来的一个热点。3 在聚合物改性方面,纳米材料的应用和液晶材料的原位复合将对塑料工业产生重大影响。在未来,纳米技术研究是不可或缺的一部分,它可能会给工程塑料行业的发展带来意想不到的结果。4 工程塑料的发展一方面要依靠自己的力量,另一方面也要利用国外的技术和资金。关键是要集中各方面的力量,形成合力,形成大规模的工业生产。

技术是企业和产业发展的力量源泉,也是提高附加值的有效手段。目前,我国工程塑料技术有以下发展趋势。除了普通塑料工程塑料工程塑料高性能工程塑料特种工程塑料低成本纳米复合技术将给工程塑料带来新的机遇外,开发新型高效添加剂也是改性工程塑料的重要发展方向。除了塑料加工中常用的添加剂,如热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、成核剂、抗静电剂、分散剂和阻燃剂,增韧剂、阻燃增效剂和合金相容剂对工程塑料的改性也非常重要。此外,几种新技术的应用也将大大有助于工程塑料的功能化,提高其附加值并降低成本:1.通过等离子体对聚合物进行表面改性;2.微发泡注射成型;3.夹层成型工艺;4.纳米复合技术;5.完全可生物降解的塑料。对于产品而言,工程塑料的精细化和易于回收也是一个主要趋势。

工程塑料产业化的发展也得益于生产工艺和设备的优化。例如,一些技术含量高、性能好、价格相对适中的塑料机械,如超大型精密特种注塑机,将在工业塑料行业中具有良好的发展前景。

产品**

**是工业企业不断发展壮大的不竭动力;提高我国工业塑料行业企业的产品能力,对于提高企业竞争力、打造民族品牌具有重要意义。新品种的开发涉及赋予材料新的性能和应用领域。如导电工程塑料、透明工业塑料、高性能工业塑料涂料和涂料以及新产品应用。

“十一五”规划强调“科学发展观”要统领全局。企业要转变发展观念和发展方式,使增长方式由粗放型向集约型转变。

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这意味着我们应该从过度依赖资本、自然资源和环境投资来通过数量扩张实现增长,转变为依靠提高劳动生产率和技术进步以及提高效率来实现经济增长。企业必须以市场为导向,加大科技投入,加强产学研合作,形成有利于技术创新和科技成果转化的有效运行机制。开发具有自主知识产权的新产品,加强对进口**设备和**工作的消化吸收,提高塑料机械和成套设备的整体水平。加强应用研究,开发适销对路的新产品,开拓新的应用领域,努力提高塑料与金属的比例,加快“以塑代钢”、“以塑代木”的步伐,节约资源和能源。此外,要重视塑料生产和使用过程中的“三废”污染问题,并利用新技术加以治理;加强废旧塑料的回收利用,实现经济、社会和环境的协调发展。此外,要加强**之间的技术交流与合作,采用新的生产方式和管理模式,扩大市场份额。

要实现我国工程塑料工业的快速发展,必须抓住科学发展的机遇。目前,国内树脂合成实力不断增强,拥有完整的产业链和相应的基础,如塑料改性添加剂的加工和应用、塑料机械和模具等。但是,技术装备水平相对较低,缺乏独立的核心技术,产品结构不合理,特种材料比例低,中低档产品数量过多。此外,管理水平和劳动生产率不高,产业集中度低,区域发展不平衡。因此,建议依靠技术进步提高装备水平,加快结构调整,促进产业发展。

中国石油石化行业的大型企业可以**进入工程塑料领域,发挥技术人员、资金、原材料营销等方面的优势,确立中国在**工程塑料领域的地位。有实力的大企业进入工程塑料行业后,可以加大研发投入,产学研结合,自主研发,提升企业核心竞争力,扩大市场份额,节约资源和能源,建立和谐发展机制,防止低水平重复建设,防止无序竞争。现有中小企业可以在自愿原则下形成战略联盟,发挥各自优势,也可以通过兼并和资产重组形成特定产品的龙头企业。

加快我国工程塑料工业的发展是我国发展工程塑料的关键。应从以下几个方面进行:政策支持;国家应采取特别优惠政策,支持在中国建设具有自主知识产权的工程塑料生产和施工设备,包括投资折扣和税收优惠。根据国外经验建造大型设备;中国有一些小型工程塑料生产装置。企业在小规模试验中已掌握生产技术或取得科研成果,但缺乏产业化技术。单纯依靠自身力量解决工业化问题需要很长时间,不能满足需要。我们可以考虑利用国外的产业发展资源,与国外经验丰富的工程公司合作,利用我们自主开发的技术,结合国外工程发展经验,直接建设大型生产设备。设立特别基金;国家有关部门应当设立工程塑料专项发展基金,集中力量,加大力度,支持工程塑料的科学研究和开发。我们还将保护知识产权,并在政策法规方面奖励主要***。

总之,工程塑料行业是一个技术密集型行业,它综合了聚合技术、改性和合金化技术、工程设计和放大技术、加工和应用技术等多种**技术,体现了一个国家在新材料领域的技术发展水平。国内大中型企业要想在竞争激烈的工程塑料市场中占有一席之地,必须坚持高起点、高质量、高水平的发展,注重产业链的延伸,走原材料开发和树脂合成改性的一体化道路,加大投入,瞄准中高端市场。提高自主能力,转变经济增长方式,发展循环经济,走新型经济道路,将成为工程塑料行业未来发展的主要战略目标。

目前,国内一些优势企业在共混改性塑料合金、无卤阻燃纳米复合材料、多功能稀土添加剂和一些特种工程塑料的研发方面,不仅具有技术优势,而且拥有自主知识产权,已实现工业化生产。甚至有些产品和技术出口到海外**国家。大力支持和发挥技术优势和产品优势,加强宣传推广,扩大应用领域,提高国内企业的市场占有率。

通用工程塑料分类介绍

聚酰胺

聚酰胺密度低、抗拉强度高、冲击韧性好、耐磨性好、自润滑,但易吸水变形;它具有刚性和柔性两种特性,受到了人们的关注。此外,它易于加工,效率高,重量轻。它可以加工成各种产品来代替金属。聚酰胺在汽车工业的消费中占很大比例。每辆车消耗约3.6-4千克尼龙产品,其次是电子产品和电子产品。主要用于生产汽车和运输行业的汽车零部件。其典型产品包括风扇叶片、各种仪表盘、汽车电器、冷热空调阀、空气过滤器等。在电子电器方面,主要用于录音机、录像机等家用电器和小家电的dvdoa设备的移动/框架/支撑,以及机床、泵叶轮、阀座衬套、轴承、齿轮传动轮、电缆架、电缆护套、变压器框架、固定夹、保险丝盒、空气开关连接器、各种线圈框架、各种电动工具外壳和内部部件的制造。

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图4近年来国内工程塑料PA消费/进口/自主生产对比聚碳酸酯

目前,**聚碳酸酯的应用已朝着高功能化和专业化方向发展。聚碳酸酯生产工艺进展的主要发展趋势是开发非光气合成工艺,以取代目前的主要合成工艺界面缩聚光气法。通用电气塑料公司和拜耳公司开发了自己的非光气生产技术,并将其推向工业生产。此外,Xu/Qimei三菱化工/三菱气体泰仁和LG化工已经开发了非光气工艺技术,正在建设或计划建设非光气聚碳酸酯装置,非光气路线将成为未来聚碳酸酯的主要生产路线。鉴于中国聚碳酸酯生产能力和市场需求的快速发展,关键是加快聚碳酸酯的应用研究。一是国内生产企业要充分利用国内生产能力的增长和在塑料改性和塑料合金方面积累的经验,加快聚碳酸酯合金等复合材料的开发、生产和应用;其次,要顺应**的发展趋势,加快扩大聚碳酸酯的应用范围和消费领域。加快国内技术产业化进程。例如,中国的万吨酯交换聚碳酸酯生产技术已成为一种非常有前途的绿色生产工艺。中国应与各方合作,推动工业化进程。此外,国内生产企业应避免盲目引进和建设聚碳酸酯装置。由于国内外技术水平还有很大差距,现有的中小型生产装置应在生产中加快技术引进、消化吸收,不断扩大和加强,同时生产一些聚碳酸酯复合材料,建立自己的销售网络,形成独具特色的聚碳酸酯加工应用企业。

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图5近年来中国工程塑料PC消费/进口/自产对比聚甲醛

聚甲醛因其优异的机械和化学性能而被称为“超级钢”。POM是一种乳白色不透明结晶线性热塑性树脂,具有高弹性模量、高刚度和硬度、比强度和比刚度接近金属、摩擦系数小、耐磨性优异、尺寸稳定性好、耐化学腐蚀和耐疲劳;但热阻差,易燃性易分解,缺口敏感性大。主要用于电器仪表结构件、各种齿轮、凸轮驱动轮、录音录像带、轴芯、软盘、仓门、机床及电器;而许多金属和非金属材料都无法胜任,如各种精密小模数齿轮、复杂仪表精密零件、水龙头和燃气管道阀门;聚甲醛在我国农业喷灌机械中的应用可以节省大量的铜材料。POM生产的汽车零部件重量轻、噪音低、易于成型和装配。因此,聚甲醛在汽车工业中的应用越来越广泛,并将随着中国汽车工业的发展而稳步增长。POM适用于制造汽车油管、动力阀、万向节轴承、电机齿轮、曲柄手柄、仪表板、汽车车窗升降装置、电动开关**扣等部件。耐磨零件的制造,如轴套、齿轮、拉杆和滑块,是改性聚甲醛的优势。这些零件对金属的磨损很小,减少了润滑油的用量,提高了零件的使用寿命。因此,它们可以在这些领域广泛取代铜、锌和其他金属。

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图6近年来中国工程塑料热塑性聚酯的聚甲醛消费/进口/自主生产对比

热塑性聚酯是由饱和二元酸和二醇缩聚制备的线性半结晶聚合物。聚对苯二甲酸丁二醇酯是一种热塑性半结晶聚酯。它是一种坚韧的工程热塑性材料。也是一种工业化较晚、发展较快的通用工程塑料。与其他热塑性工程塑料相比,非增强PBT具有更好的加工性能和电气性能。PBT具有优异的综合性能,如良好的机械强度和加工性能、优异的耐化学性、热稳定性、电绝缘性、弱吸湿性和优异的性价比。它在广泛的环境条件下具有良好的稳定性。其玻璃化转变温度低,加工周期短。主要应用于PBT改性、PBT拉丝、薄膜拉伸、光纤护套等领域,经过增强和改性后,可广泛应用于汽车制造、电子电气仪表、照明电器、家用电器、纺织机械行业、通信等领域,其典型方面用于家用电器食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、吹风机外壳、咖啡容器等、电气部件和汽车工业。国内电子行业的消费量约占总消费量的62%。主要用于连接器、显像管支架、各种线圈骨架、输出变压器骨架和外壳、聚焦电位器外壳、计算机风扇、节能灯壳、电缆护套、汽车电器灯座、电蛋糕、烤面包机和各种开关端子板。由于PBT的高绝缘性和耐温性,它可以用作电视的反激变压器、汽车配电盘和点火线圈的办公设备的外壳和底座,以及各种汽车外部零件、空调风扇、电子炉灶底座的办公设备外壳和底座。pet作为一种优良且廉价的电气绝缘材料,广泛应用于电机和变压器零件。PET薄膜被广泛用作电线电缆的包装材料,以及制作音频和视频磁带、胶片、X射线胶片等的基材。此外,真空电镀后的PET薄膜表面是一种良好的密封包装材料和电子零件的电磁波屏蔽材料。PBT/PET具有优异的性能,添加30%的玻璃纤维,PBT树脂可用于电子和电气零件,在高温下具有高尺寸稳定性。PBT由于其高击穿电压而适合用作耐高压部件;由于其良好的熔体流动性,易于加工结构复杂的电子零件,如集成电路的插座印刷电路板、角连接器端子和电机盖。在汽车制造领域,PBT约占消费结构的20%。广泛用于生产保险杠化油器总成、挡泥板扰流器、火花塞端子板、供油系统零件、仪表板、汽车点火器、加速器、离合器踏板等零件。用于汽车发动机系统零件的PBT的生产归因于其对汽油发动机油的良好耐受性。

PBT/PET工程塑料的消费量约为140000-150000吨。

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图7-1,2中国近几年塑料PBT/PET消费/进口/自产量对比

聚苯醚

由于非合金PPE树脂的加工性能较差,需要在高温下进行加工。改性PPE合金的加工性能得到了改善。目前,PPE合金已发展成为数百个等级和系列的工程塑料。目前,在**PPE消费市场上销售的PPE产品几乎都是合金PPE产品。混合树脂的用量通常控制在30%~70%,PPE树脂的平均含量约为45%。

在规模、产量和市场份额方面,通用电气始终占据主导地位,约占总产量的80%。目前,**对PPO和MPPO的需求量在60万至70万吨之间,在国外已进入成熟稳定的发展阶段。未来几年,**MPPO的需求将以7%-10%的年均增长率发展。我国PPO供需存在巨大差距。PPE及其合金的年消费量超过100000吨,全部依赖进口。未来,国内市场需求的年均增长率预计将超过20%。与其他四种通用工程塑料相比,中国的PPO和MPPO在技术水平上与**发达国家存在较大差距。也是中国五大工程塑料行业中唯一未国产化的化工新材料,核心技术亟待突破。目前,国内有3-4家单位,如北京化学工业研究院上海合成树脂研究所,使用进口PPO开发和生产MPPO。但由于PPO原料树脂的限制,每家公司的产量不超过500吨。然而,从2002年到2004年,中国MPPO的消费量为18000吨、24000吨和33000吨,2005年,消费量约为40000吨。2006年,中国的MPPO年市场需求量约为46000吨,未来几年的需求增长率将超过15%。预计2010年需求量将达到8.4万吨。目前,中国PPE及其合金的年消费量超过10万吨,未来国内市场需求的年增长率预计将超过20%。由于供需差距巨大,我们主要依靠进口。由于高技术壁垒,国内生产能力严重不足。原蓝星公司的山西瑞城项目不久前由星新材料从母公司购买,拥有1万吨个人防护用品生产线和1.8万吨改性个人防护用品的生产线。该装置于2006年9月投产,目前的开工率约为70%。后续公司将根据情况扩大生产,以满足不断增长的国内需求。要在中国发展PPO产业,首先要解决“瓶颈”问题:⑴ 我们应该结合强大的投资者解决PPO合成的技术问题;2 在市场需求和技术**的前提下,开发MPPO关键改性技术;3 关注MPPO的成型技术和应用,开发新一代功能产品。

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图8:中国近年来工程塑料MPPO消费/进口/自主生产对比:特种工程塑料概述

与其他两种材料相比,特种工程塑料的主要特点可概括如下:1物理性能:A.高耐热等级;b、 高机械强度;c、 优异的综合性能和加工工艺:A.加工温度高;b、 高喷射压力;c、 模具必须加热;d、 优选热流道。3 高附加值一般每吨10000至100000美元,是普通塑料的几十倍。4 市场发展的诱导期很长。5 大多数品种都被几家大公司垄断。

表2特殊工程塑料的特性和用途

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特种工程塑料具有优异和独特的性能,但它们尚未大规模生产,应用范围相对狭窄。这些材料主要用于电子、电气、汽车、军工产品、航空航天等行业。在欧洲和美国国家对研究和开发进行了大量投资之后,已经开发了大约几十个品种,但作为材料实现工业化的品种不到10个。目前,聚苯硫醚PPS应用广泛,规模较大。主要由美国飞利浦公司和日本武宇公司组成,已形成3万多吨的规模。因此,与其他品种相比,价格也有较大的下降。后期成功开发的peek树脂在日本市场的市场规模较小,约为2000吨/年,价格高达13000日元/千克。需要特别指出的是,由于这些新材料的特殊军事背景,自20世纪80年代问世以来,西方就将其列为封锁和禁运我国的战略材料。然而,近年来,国内对特种工程塑料的需求迅速增长。

中国特种工程塑料的实验室研究和开发并不落后于西方,但中国的工业化进程缓慢。在国外已工业化的近10种特种工程塑料中,我国已掌握了制造技术,全部自主开发,并获得了高额利润。其中7人已经完成了实验室研究。然而,除了一种聚苯硫醚材料可以说是初步工业化四川华佗已建成1000吨/年装置,5000吨/年规模即将开工建设,其他品种离工业化还有很长的路要走。以聚酰亚胺为例。美国杜邦公司于1960年开始生产产品,中国科学院长春应用化学研究所也于1960年代中期完成了实验室的研发,并与相关工厂联合开发了小批量产品,以满足国防和军事工业的迫切需要。然而,它尚未形成类似杜邦的工业规模。另一个例子是,长春积大特种塑料工程研究有限公司在中国急需的特种工程塑料领域取得了显著的科研成果,但其成果在中国长期被忽视。有40块砖,只有6块砖和5种可转移生产的特种工程塑料产品。虽然外国在这一领域的科研成果并不比中国好多少,但它们正在迅速工业化。同时,他们还限制此类产品的进口或将价格提高到极高水平。然而,中国正处于一种尴尬的境地,它拥有强大的自主知识产权,但却依赖其他国家。因此,中国新一代具有较强自主知识产权的特种工程塑料需要产业化。令人鼓舞的是,长春积大特种塑料工程研究有限公司的技术在博鳌论坛上引起了极大反响。会后,许多制造商与他们进行了联系,并表达了强烈的合作意向,这表明中国特种工程塑料的工业化潜力正在转化为生产能力。

特种工程塑料作为国防、军工和民用的高科技材料,处于“塑料金字塔”的顶端,利润丰厚。许多大型外国公司通过垄断获得高额利润。为了打破外国的垄断,摆脱对外国的依赖,中国必须建立自己的民族工业品牌。有利的是,中国拥有许多需要改造的知识产权。在中国建立特种工程塑料生产线的技术成本和劳动力成本较低。现在是中国企业勇于发展的时候了。例如,在中国每年投资2万吨PEEK树脂的效益优于每年投资20万吨聚乙烯的效益。工程塑料按吨销售,特种工程塑料按金销售,投资额远低于前者。然而,随着中国特种工程塑料技术的成熟和工业化的初步推进,国外大公司希望以“优秀控股和合资”的形式垄断。这是我国有关部门和企业不得不警惕的。同时,要抓住机遇,在有效的合作机制下,推动特种工程塑料民族品牌的建立和国内外市场的发展。

特种工程塑料分类介绍

聚酰亚胺

经过半个世纪的研究和开发,已有10多个商业品种,包括聚醚酰亚胺和双马来酰亚胺。为了提高PI的应用性能,对PI的改进长期以来成为PI的研究和开发热点。目前,Pei的发展趋势是引入对苯二胺结构或与其他工程塑料结合以提高耐热性。Pai是一种高强度聚酰亚胺。目前,发展趋势是加强改性和与其他塑料的合金化。例如,机械强度可以通过与工程塑料如聚碳酸酯聚酰胺结合来提高;BMI是以马来酰亚胺为活性基团的双功能化合物。它具有与典型热固性树脂相似的流动性和可模塑性,与环氧树脂的加工和模塑基本相同。是国内研究和开发的热点。另一方面,当聚酰亚胺填充石墨或聚四氟乙烯时,摩擦系数可以显著降低,并可用于制造汽车止推垫圈、高温刹车片、挡风玻璃刮水器以及飞机燃气涡轮发动机的轴瓦和垫圈;加入玻璃纤维或硼纤维后,PI成为超强工程塑料,可用于制备喷气发动机的结构部件;含硅PI具有良好的溶解性、透气性、抗冲击性、耐候性和附着力。

聚砜

聚砜树脂具有良好的刚度和韧性、耐高温和耐热氧化性,可在-100℃~150℃的温度范围内长期使用,优异的抗蠕变性、耐无机酸、碱和盐溶液腐蚀性、耐离子辐射性、无毒性、良好的绝缘性和自熄性,并且易于成型和加工。因此,它广泛应用于航空航天/航空电子、中空纤维、聚合物功能膜、食品容器、医疗器械、纺织机械、家用电器和汽车。

聚苯硫醚

目前,国内市场对聚苯硫醚的年需求量为6000吨,生产能力约为4000吨/年,实际年产量约为1500吨。主要制造商包括德阳科技、四川红河、成都乐天和内蒙古伊利集团。

聚醚醚酮

聚醚醚酮PEEK是一种新型半结晶芳香族热塑性工程塑料。英国在20世纪70年代末成功开发并投入工业生产。20世纪80年代中期,peek在英国和美国的航空航天工程中得到应用。自20世纪90年代以来,peek已应用于各个工程领域,并已成为最受欢迎的高性能工程塑料之一。Peek是一种耐高温热塑性塑料,可在250℃下长时间使用;Peek在高温下也能保持较高的强度,200℃时的弯曲强度约为24MPa,高于PTFE在常温下的弯曲强度;250℃时,抗折强度和抗压强度仍为12-13mpa。Peek刚性高,尺寸稳定性好,线膨胀系数低,接近金属铝材料;Peek具有良好的化学和热稳定性、对酸、碱和几乎所有有机溶剂的强腐蚀性以及阻燃性。它在火焰条件下释放的烟雾和有毒气体较少,并且具有很强的抗辐射性;Peek具有优异的摩擦学性能、优异的滑动磨损性能和微动磨损性能,特别是在250℃时具有高耐磨性和低摩擦系数。此外,peek易于挤出和注射成型,加工性能优异,成型效率高。Peek可以与其他聚合物如聚四氟乙烯和聚醚酮共混,也可以用碳纤维玻璃纤维晶须ZrO2 CuO增强,形成性能更好的复合材料。Peek具有一系列优点,例如高强度、高模量、耐高温和湿度、良好的绝缘性、耐辐射性和良好的尺寸稳定性。它已广泛应用于电子、信息、能源、机械、汽车工业、轨道交通、科学、石化和核电等高科技领域。可用于制造压缩机阀板、高压蒸汽球阀阀座轴承保持架、化工泵齿轮滑动轴承密封件、活塞环滑靴等机械零件。产品质量轻,使用寿命长,可降低机器运行噪音。此外,由于peek具有良好的电气性能,因此可以将其制成传感器。

然而,在过去20年中,Paek的市场规模非常小,这主要是由于高生产成本。例如,在日本市场,PEEK的价格是聚丙烯的90多倍,是普通塑料的26-33倍,因此其应用范围非常有限;目前的主要任务是降低生产成本、开发改良产品和扩大应用领域。另一方面,随着生产成本的降低和应用范围的扩大,对它的需求也迅速增长。目前,**中31%的聚醚醚酮用于一般工业,30%用于汽车工业,16%用于半导体工业,23%用于其他工业。日本对peek*的需求是电子和电气行业中最大的,约占总需求的60%,机械行业占20%,其他行业占20%。在美国,用于机械工业和汽车工业的聚醚醚酮占总需求的25%,电子电气工业占15%,医疗器械占5%,其他行业占30%。

聚芳醚酮

聚芳醚酮是一种耐高温热塑性特种工程塑料。近年来,大型跨国公司投入大量资金开发新品种。长春应用化学研究所于1985年制备了可溶性无定形聚芳醚酮,开创了可溶性聚芳醚酮类的发展历史。大连理工大学开发的特种工程塑料杂萘联苯聚醚砜酮性能优异,打破了我国长期以来在该领域的禁运。该产品在工业废水和废气处理与回收、海水淡化和国防工业领域显示出独特的优势。

大连理工大学研究小组以廉价易得的苯酚和邻苯二甲酸酐为基本原料,通过溶液缩聚,成功开发出一种新型耐高温、可溶的聚芳醚酮聚醚砜。PPE具有耐高温等级,其成本显著低于PPEK;PPEK的力学性能优于PPEs。在集成ppekppes两项技术的基础上,集团成功开发了一种兼有二者优点的杂萘联苯聚醚砜酮共聚物树脂。PPESK可通过多种方法加工成型,可广泛应用于航空航天电子、电力、核能、精密机械等技术领域。

作者个人观点

与传统的金属和木材相比,塑料具有重量轻、相对强度高、易于成型和加工、循环稳定性好等优异的功能特性。塑料的使用有利于优化产业结构,在节能和可持续发展的基础上建设社会。工程塑料具有更好的性能,主要用作普通塑料无法承载的结构材料。特种工程塑料是功能性更强、性能更高的工程塑料,具有特殊的环境应用。随着塑料功能化和专业化的升级,其生产和加工技术更加复杂,价格更高,附加值更高。

总的来说,中国企业面临的问题主要依靠科技进步、结构调整、规模整合和科学管理来提高劳动生产率。此外,还要开拓和拓展国内外市场,打造品牌特色。

如果不了解市场,盲目投资引进生产线,不仅会造成恶性竞争,也不利于行业企业的发展。对于中国的大中型企业来说,加快自主知识产权产品的产业化进程,适当引进国外技术、设备、资金和管理,加强企业的产业化,是非常有益的。对于中小企业来说,强化劳动密集型工作优势,在加工改造中形成自己的特色产品,形成良好的市场竞争优势,有利于自身的发展。

虽然近年来油价的上涨增加了工程塑料的成本,但与石油的简单能耗相比,将石油用作工程塑料使原材料得到更有效的利用,并将具有更大的竞争优势。因此,工程塑料面临的压力将相对缓解;同时,天然动植物原料提取物的逐步深入开发,也将为工程塑料提供一些优质、低成本的原料。

随着我国经济社会的发展和生活质量的提高,工程塑料的应用将越来越广泛。此外,随着中国出口产品的快速增长,工程塑料将迎来消费增长和企业产业发展的良好机遇。


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