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云天化工程塑料研发中心揭牌!“六好”聚甲醛可以代替这些产品

   2024-06-06 集贤网7180
核心提示:5月21日,云天化股份工程塑料研发中心举行揭牌仪式,标志着以聚甲醛为代表的化工新材料又迈入了一个新的发展阶段,在云天化工程
5月21日,云天化股份工程塑料研发中心举行揭牌仪式,标志着以聚甲醛为代表的化工新材料又迈入了一个新的发展阶段,在云天化工程材料发展史上具有重要的推动意义。


云天化股份工程塑料研发中心是一个专注于工程塑料技术研发与创新的机构,与高校、科研机构等协同合作,着力在聚甲醛研发、人才培养、降本增效、延长聚甲醛产业链等方面开展深入研究,推动工程塑料产业可持续发展。

聚甲醛(POM)又名缩醛树脂,是一种综合性能优良的热塑性工程塑料,为五大工程塑料(聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯、聚苯醚)之一。


聚甲醛为线性结构聚合物,主链为—CH2O—,具有分子链结构规整、内聚能大、结晶度高、力学性能优异等特点,同时具有较高的弹性模量、刚度和硬度,其拉伸强度、弯曲强度、耐蠕变性和耐疲劳性优异,在较宽的温度和湿度范围内均有良好的自润滑性,且具有优良的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性,是工程塑料中力学性能最接近金属材料的一种工程塑料,因此被誉为“超钢”或者“赛钢”。


一、聚甲醛主流生产技术对比分析


聚甲醛生产工艺共有两大类,分别为均聚工艺和共聚工艺,均聚甲醛是三聚甲醛的均聚体,共聚甲醛是三聚甲醛与二氧五环的共聚体。


均聚工艺


均聚工艺以美国杜邦公司为代表,将纯甲醛通入含有阳离子型催化剂的惰性溶液中聚合成均聚甲醛,聚合半连续操作,聚合料经过滤分离,干燥后,用醋酐进行羟基酯化封端,得到热稳定的聚甲醛,然后加入抗氧剂等助剂,通过挤出造粒制得成品。


均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度,但不易于加工,加工温度范围窄。均聚甲醛在成型时热分解、热劣化特性和耐热水性、热稳定性、耐酸碱腐蚀性方面不如共聚甲醛。但是,均聚甲醛的结晶度较高,在力学性能(强度、弹性率)和表征物理耐热性的负荷变形温度方面,其性能稍优于共聚甲醛。


此种工艺路线由于甲醛提纯工艺复杂和后处理封端技术上的困难,使得均聚产品耐碱性、耐热性差,生产成本较高。由于技术和经济上的问题,近几年来,仅有杜邦、旭化成公司等继续使用该工艺技术。


共聚工艺


共聚工艺主要为本体聚合法,将纯三聚甲醛、二氧五环和三氟化硼乙醚络合物按一定比例混合后,置于具有强剪切和混合作用的连续捏合机或双螺杆反应器中,完成聚合反应后经后处理,即得粒状共聚甲醛。


共聚甲醛加工成型的条件没有均聚甲醛那样苛刻,加工过程热分解释放出来的甲醛气体少。经过改性后的共聚甲醛各项指标均超过均聚甲醛,共聚甲醛将成为今后的发展方向。


中国研究生产聚甲醛时间较早,三聚甲醛工艺技术比较可靠,而聚合工艺落后,自上世纪末开始引进国外工艺技术,技术来源方面,中国生产企业的技术主要有三个来源,分别是波兰ZAT技术、香港富艺以及韩国P&ID,均是世界非一流技术。目前,波兰ZAT技术已经停止出售,仅有香港富艺、韩国P&ID在向中国企业转让其工艺技术。


综上所述,共聚工艺制得的共聚产品有很好的热稳定性、耐老化性、耐热水性、耐碱性、耐油性、化学稳定性并且易于加工,且其填充玻璃纤维后机械性能有所增强,鉴于其产品质量优于均聚甲醛的优点,使得世界上共聚甲醛产品产量的增长速度明显高于均聚甲醛产品产量。


二、聚甲醛能够替代这些产品


1、聚酯


聚甲醛在某些PBT的典型应用场合的表现优于PBT(基于更好的耐热及耐药性),而其电气性能已经足够,此时成本优势凸显。


在高级轿车应用中,成本差别达到20%。所以在汽车制造领域PBT与增强聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛的竞争中,聚甲醛蚕食其市场的情况屡有发生。


2、聚碳酸酯


汽车工业中PC在内外装饰件方面使用历史比较悠久,但聚甲醛固有性能加上相关新技术带来的可能性及成本差别,使之在内外装饰件范畴内替代了一大批PC的结构方案。


3、聚酰胺


聚酰胺品种较多,应用起步早,工业性应用基础较好。但是在一系列特性方面聚甲醛都要略胜一筹的局面下,它确有潜力在许多场合下替代尼龙。


在进气歧管方面以增强聚甲醛代替尼龙的做法由宝马福特这些领头汽车企业带头实现,发动机范畴的其他一些结构件都纷纷跟进。据估算,一旦成功,即显出30%的成本优势。


4、聚苯硫醚


PPS虽体现出它对与其他通用工程塑料的总体优势,但实际的应用领域中,综合性能方面与聚甲醛的差距,以及聚甲醛本身的特长,使聚甲醛有很好的机会进入通常为PPS所占据的应用领域。


5、聚四氟乙烯


摩擦磨耗特性与耐疲劳、耐蠕变性,使得其在许多应用中能够取代聚四氟乙烯。


三、聚甲醛行业产能扩张与竞争格局


近些年,中国聚甲醛行业产能基本保持稳定,产量呈逐年递增的趋势。2022年,中国聚甲醛生产企业共8家,总产能45万吨/年。随着2023年3家企业聚甲醛项目的陆续投产,2023年,中国聚甲醛生产企业上升至11家,总产能增加至59万吨/年,2019—2023年产能CAGR为9.5%。2022年装置开工率为78%,较2021年上升2%,装置开工负荷较足,2023年聚甲醛装置继续保持正常运行。

从竞争格局来看,聚甲醛产业集中度较高。截至2023年,前5家企业产能合计35万吨/年,占中国总产能的59%;其中,云天化产能9万吨/年,是中国产能最大的生产企业。


从上下游配套情况来看,绝大部分聚甲醛生产企业都会自行配套甲醇,虽然少量生产企业选择外购甲醇,但企业所在园区一般会有甲醇供应并采用管道运输的方式供给,企业原材料成本较低。下游配套方面,基本没有向下游延伸的聚甲醛企业,仅有两家企业做改性聚甲醛产品,但规模均较小。


预计未来,中国聚甲醛的新建拟建装置主要分布于煤化工集中的区域,这样可以便捷地获取甲醇、甲醛等原料,以及蒸汽等公用工程,可有效地控制成本。由于中国原料甲醇(产能已超亿吨)易得,成本又低,加之国内聚甲醛尚有市场容量,深受投资者青睐。


中国聚甲醛产品生命周期可分解为生产技术和产品应用两方面。生产技术方面,处于成长期前期,即企业只能对引进的成套聚甲醛生产工艺进行消化吸收,生产出中低端产品。产品应用方面,分别处于不同阶段:日用消费品、普通电子电器方面处于成熟期,汽车工业、机械工业方面处于成长期后期,对于高端装备材料、新一代电子信息材料(含5G通讯材料)、前沿生物医用材料和新能源材料等,仍处于导入期。总体上,中国聚甲醛目前处于成长期后期。


目前,中国聚甲醛供需情况处于两极分化的境地。高端聚甲醛市场依赖进口,中端聚甲醛市场供需基本平衡,低端聚甲醛市场供应过剩。虽然中国聚甲醛目前产能已基本达到能够自给,但是中国聚甲醛仍一直处于产业的最低端,消费主要集中在民生用品、工业配件以及中低端电子产品市场。中国目前每年仍需要30万吨以上的进口聚甲醛来弥补中高端聚甲醛的需求。特别是在高附加值的汽车配件行业以及高端电子电器行业,国产聚甲醛进入较少或者由于门槛较高不具备进入条件,产业结构升级非常急迫。


未来,国内聚甲醛生产企业应增加研发投入,提高高端聚甲醛产品的生产技术,在高附加值的汽车配件行业以及高端电器等行业逐步摆脱国外高端聚甲醛产品的垄断,推动行业向“高纯化、系列化、精细化、专用化、高功能化和配套化”的方向发展。

原文链接:https://www.xianjichina.com/special/detail_549636.html
来源:贤集网
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