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中國(guó)的聚苯硫醚(PPS)產(chǎn)業(yè)化:機(jī)遇與挑戰(zhàn)

日期:2024-09-01 17:10
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摘要:

國(guó)外PPS產(chǎn)業(yè)化概況
  聚苯硫醚(PPS)是特種工程塑料(又稱高性能工程塑料。其長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度≥150℃)家族中的“老大”;其產(chǎn)需量位居尼龍(PA),聚碳酸酯(PC)等五大通用工程塑料(長(zhǎng)期使用溫度≥100℃)之後,故有第六大工程塑料之稱。
  PPS具有許多優(yōu)良的,乃至獨(dú)特的性能:
  ● 突出的耐熱性:熱變形溫度高達(dá)260℃,可在200~240℃長(zhǎng)期連續(xù)使用;
  ● 優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性:在200℃以下不溶於幾乎所有溶劑和幾乎不受一般酸堿腐蝕;
  ● 固有的阻燃性:即便不添加阻燃劑也呈現(xiàn)相當(dāng)於UL94V-0級(jí)的高阻燃性;
  ● 優(yōu)良的力學(xué)性能:在高溫下也很少下降,且耐疲勞,抗蠕變性能**;
  ● 出色的尺寸穩(wěn)定性:即使在高溫,高濕環(huán)境下,尺寸幾乎不變;
  ● 優(yōu)良的電性能:在高溫,高濕和高頻條件下也變化不大;
  ● 良好的成型加工性能:流動(dòng)性好,易於注塑薄壁和精密的部件,還可擠出,吹塑成型及紡絲成纖維。
  因此,當(dāng)美國(guó)Phillips石油公司(現(xiàn)為ChevronPhillips化學(xué)公司)首先研發(fā)成功以對(duì)二氯苯和無水硫化鈉為原料合成PPS的技術(shù),於1973年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),以商品名“雷騰”(Ryton)推出其PPS樹脂產(chǎn)品,1991年又推出**代---線型高分子量PPS樹脂產(chǎn)品後,即受到各產(chǎn)業(yè)部門**用戶的青睞。儘管其身價(jià)不菲,仍被廣泛用於電子電氣、汽車、精密機(jī)械、石油與化工、食品加工、紡織機(jī)械、**及**技術(shù)領(lǐng)域中,許多要求在高溫、高濕、強(qiáng)腐蝕或強(qiáng)輻射等極端條件下工作的零部件和元器件,PPS成為不可缺少的化工新材料。字串5
  Phillips相關(guān)**的保護(hù)期於1984年末終止後,多家美、日公司采用相同或相近技術(shù)紛紛跟進(jìn),競(jìng)爭(zhēng)加劇。此後相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間,國(guó)外PPS以兩位數(shù)的年增長(zhǎng)率快速發(fā)展?,F(xiàn)在除ChevronPhillips外,還有美國(guó)的Fortron工業(yè)、日本的大日本油墨化學(xué)、東麗、吳羽化學(xué)工業(yè)及東曹等共6家公司生產(chǎn)PPS純樹脂,總生產(chǎn)能力達(dá)4.16萬噸/年,折合摻混料8.32萬噸/年。2000年和2003年全球市場(chǎng)的需求量均達(dá)5.5萬噸,其中50%用於電子/電氣、34.5%用於汽車、8.6%用於精密機(jī)器、6.9%用於其它工業(yè)。由此可見,國(guó)外PPS已形成一個(gè)可觀的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),預(yù)計(jì)今後幾年的平均增長(zhǎng)率將高達(dá)10%。
  中國(guó)PPS的產(chǎn)業(yè)化
  早在1970年前後,我國(guó)的一些科研單位和高等院校相繼開始PPS樹脂合成的研究開發(fā),與國(guó)外菲利浦斯的跟進(jìn)者基本同步。但是我國(guó)PPS的產(chǎn)業(yè)化就如同PC、POM等通用工程塑料的產(chǎn)業(yè)化一樣,走過了一條漫長(zhǎng)而曲折的道路。
  這些PPS研製單位中,有些在“文革”中夭折;幸存者完成實(shí)驗(yàn)室研究後,與企業(yè)合作,建立了一批小型擴(kuò)大試驗(yàn)裝置,甚至通過了各種級(jí)彆的“中試”鑒定和批量生產(chǎn),終因技術(shù)不過關(guān)、產(chǎn)品質(zhì)次價(jià)高而流產(chǎn)。到1990年前後,實(shí)際上隻有四川大學(xué)在國(guó)家和當(dāng)?shù)卣块T的大力支持下,仍在堅(jiān)持PPS樹脂的係統(tǒng)研究開發(fā)工作。

字串7
  四川大學(xué)早年著重研究傳統(tǒng)的硫化鈉路線,後又研究了硫磺溶液法合成路線。上世紀(jì)80年代後半期,主要是四川地區(qū)的一些中小企業(yè),以川大技術(shù)為基礎(chǔ)建立了一批多為年產(chǎn)幾十噸規(guī)模的小裝置,生產(chǎn)低分子量的塗料級(jí)PPS樹脂。四川特種工程塑料廠(原自貢化學(xué)試劑廠)與川大合作,由國(guó)家投資於1990至1991年建成150噸/年P(guān)PS工業(yè)性試驗(yàn)裝置,生產(chǎn)交聯(lián)型注塑級(jí)樹脂。但由於工藝技術(shù)不完善,產(chǎn)品缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,這些小裝置實(shí)際上未能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
  四川大學(xué)承擔(dān)國(guó)家“八五”科技攻關(guān)任務(wù)和“863”計(jì)劃,1992年開始采用加壓硫化鈉法研製線型高分子量PPS樹脂,**開發(fā)三項(xiàng)國(guó)家**,取得技術(shù)突破。該校參股組建的四川省華拓實(shí)業(yè)發(fā)展公司於2001年建立85噸/年規(guī)模的裝置進(jìn)行中試研究,突破了放大關(guān)鍵技術(shù),獲得滿意效果。2002年10月建成實(shí)際產(chǎn)能達(dá)1420噸/年的PPS樹脂生產(chǎn)線。此後長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月的試生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)需求。樹脂產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,重均分子量Mw*高可達(dá)6.6萬以上,熔點(diǎn)302℃;其中注塑級(jí)樹脂的指標(biāo)分彆達(dá)到4.8萬和282℃,以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉受到用戶的歡迎,不僅可替代進(jìn)口樹脂,而且開始出口。華拓實(shí)業(yè)與其他投資方重組而成的得陽科技股份有限公司現(xiàn)**負(fù)責(zé)PPS樹脂及其摻混改性產(chǎn)品的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)。字串6
  廣州市化工研究所、北京市化工研究院、晨光化工研究院和四川特種工程塑料廠等單位較早從事PPS樹脂摻混改的研發(fā)與生產(chǎn)。北京市化工研究院和晨光化工研究院共同承擔(dān)了由四川大學(xué)牽頭的國(guó)家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目PPS工程塑料中摻混改性子項(xiàng)目的研發(fā)任務(wù)。其中北京市化工研究院開發(fā)成功玻纖增強(qiáng)、礦物填充、耐磨改性和PPS/PA66、PPS/PPO(聚苯醚)合金等8種“開發(fā)”牌PPS產(chǎn)品推向市場(chǎng)。其部分產(chǎn)品的主要性能見下表;圖為部分製品照片。得陽科技公司也開發(fā)出並生產(chǎn)包括玻纖增強(qiáng)和碳纖維增強(qiáng)、礦物填充、PPS/PTFE(聚四氟乙烯)合金等10多種注塑級(jí)PPS摻混料產(chǎn)品以及塗料級(jí)和纖維級(jí)PPS樹脂。國(guó)內(nèi)開發(fā)和生產(chǎn)PPS摻混料產(chǎn)品的主要企業(yè)還有廣州雲(yún)鵬工程塑料有限公司、廣州金發(fā)科技有限公司等。日本東麗公司也在深圳建PPS摻混廠,年產(chǎn)能3000噸,已於2003年10月投產(chǎn)。字串8

 

北京市化工研究院“開發(fā)”牌PPS部分產(chǎn)品的主要性能字串7
產(chǎn)品牌號(hào)
S-114
S-206
SN-01
SP-01
密度(g/cm3)
1.67
1.90
1.40
1.48
拉伸強(qiáng)度(MPa)
150
100
140
120
彎曲強(qiáng)度(MPa)
185
160
200
180
簡(jiǎn)支梁衝擊強(qiáng)度(缺口,KJ/m2)
10
6.5
12
10
熱變形溫度(1.82 MPa, ℃)
260
260
245
255
燃燒性(UL94)
V-0
V-0
V-0
V-0
介電常數(shù)(106Hz)
3.8
4.5
3.5
3.3
介質(zhì)損耗角正切(106Hz)
2.0×10-3
8.1×10-3
-
3.0×10-3
體積電阻率(Ω·M)
1014
1014
1014
1014
介電強(qiáng)度(MV/m)
17
15
17
22
技術(shù)特征
玻纖40%,阻燃,通用
玻纖+填料60%,阻燃,通用
PPS/PA合金,玻纖40%,阻燃,通用
PPS/PPO合金,玻纖40%,阻燃,通用

字串5

 

  以得陽科技公司為主,目前我國(guó)合成PPS的總產(chǎn)能約為2000噸/年,實(shí)際年產(chǎn)量約1000噸(含塗料級(jí)樹脂)。PPS摻混改性的企業(yè)過去由於隻能用高價(jià)的進(jìn)口粉狀原料樹脂,生產(chǎn)的粒料產(chǎn)品無競(jìng)爭(zhēng)力,大多轉(zhuǎn)產(chǎn)其它工程塑料產(chǎn)品;這些企業(yè)現(xiàn)紛紛改用或試用得陽科技公司的PPS粉料產(chǎn)品。筆者估計(jì),目前以得科技和日本東麗公司的深圳工廠為主,用國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口純樹脂生產(chǎn)的“正牌”PPS摻混料約1500噸/年;沿海地區(qū)用回收料(很多是“水貨”)生產(chǎn)的PPS“副牌”料數(shù)量更大,但難以準(zhǔn)確估計(jì)。
  中國(guó)的PPS市場(chǎng)
  在“冷戰(zhàn)”時(shí)期,西方國(guó)家成立的“巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)”將PPS工程塑料等高新材料列為“戰(zhàn)略物資”,對(duì)包括我國(guó)在內(nèi)的社會(huì)主義國(guó)家實(shí)行“禁運(yùn)”。我國(guó)隻得用少量國(guó)內(nèi)研製的PPS產(chǎn)品和走私進(jìn)口料,滿足國(guó)防、**、**技術(shù)和電子、通訊等行業(yè)的特殊需要。到1990年,消費(fèi)量估計(jì)不超過500噸。
  90年代初前蘇聯(lián)解體、冷戰(zhàn)結(jié)束後,“巴統(tǒng)”隨之解散並“解禁”,儘管對(duì)我國(guó)仍有某些限製,國(guó)外的PPS樹脂和加工製品開始大量進(jìn)入我國(guó),進(jìn)口量逐年大幅度上升。到90年代末,我國(guó)的PPS市場(chǎng)幾乎成為Phillips、大日本油墨、寶理、東麗等美、日公司進(jìn)口產(chǎn)品的一統(tǒng)天下。但年消費(fèi)量?jī)H偶見專家估計(jì),有說1000噸、有說2000噸以上(其中95%以上進(jìn)口),莫衷一是,但均預(yù)計(jì)2010年將達(dá)1.3萬噸。

字串1
  不久前中國(guó)工程塑料工業(yè)協(xié)會(huì)終於**公布了其調(diào)查結(jié)果,稱2000年我國(guó)PPS用量5700噸,其中60-70%是以製件形式進(jìn)口的,並預(yù)計(jì)2005年用量將超過10kt。由此推算:①2000年我國(guó)消費(fèi)的PPS樹脂,包括純樹脂粉料和摻混改性的粒料產(chǎn)品,當(dāng)為1700-2300噸;②2000年我國(guó)的PPS消費(fèi)量占世界總量的10.4%;③上世紀(jì)90年代,我國(guó)PPS消費(fèi)量的年均增長(zhǎng)率高達(dá)28%,預(yù)計(jì)2000年至2005年間仍保持12%以上的兩位數(shù)增長(zhǎng)率。
  1990年以來我國(guó)PPS市場(chǎng)、實(shí)際上也是整個(gè)工程塑料市場(chǎng)如此高的增長(zhǎng)率,儘管與起始基數(shù)太小有關(guān),但顯然主要是由於這十幾年我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、快速發(fā)展,除國(guó)內(nèi)相關(guān)行
  業(yè)和企業(yè)的成長(zhǎng)外,還吸引了大量的外商,特彆是跨國(guó)公司前來投資、建廠,例如汽車、電子、通訊與辦公設(shè)備、家電、自動(dòng)化機(jī)械生產(chǎn)線等,使中國(guó)被稱為“世界工廠”,從而拉動(dòng)了對(duì)PPS等高新材料需求的迅速增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)外較普遍地認(rèn)為,中國(guó)經(jīng)濟(jì)至少在今後5-10年甚至15年(即到2020年)內(nèi)將保持目前的發(fā)展勢(shì)頭,因此中國(guó)的PPS市場(chǎng)也可望在此期間繼續(xù)兩位數(shù)的增長(zhǎng)。
  機(jī)遇與挑戰(zhàn)
  得陽科技公司千噸級(jí)PPS樹脂合成裝置的建成投產(chǎn)和產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng),標(biāo)誌著我國(guó)PPS工程塑料真正跨越了產(chǎn)業(yè)化的“門檻”,使我國(guó)躋身於PPS樹脂三個(gè)生產(chǎn)國(guó)之列。字串6
  像其它很重要產(chǎn)品一樣,PPS樹脂的國(guó)產(chǎn)化也顯示出物美價(jià)廉、地利之便等優(yōu)勢(shì),贏得了越來越多的客戶與市場(chǎng)。全球,特彆是我國(guó)PPS市場(chǎng),受高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁拉動(dòng),今後相當(dāng)長(zhǎng)期間都處於快速增長(zhǎng)期,為我國(guó)PPS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來良好的機(jī)遇和市場(chǎng)空間。
  但是幼稚的中國(guó)PPS產(chǎn)業(yè)即使在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,麵對(duì)的對(duì)手都是**知名大公司,無論是裝置規(guī)模、技術(shù)積累、產(chǎn)品品種,還是營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)、客戶關(guān)係等諸多方麵的差距也是顯而易見的,這就決定其發(fā)展和趕超之路任重而道遠(yuǎn)。
  中國(guó)的PPS產(chǎn)業(yè)要求得生存和發(fā)展,就必須積極應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn),揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短,在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中不斷壯大自己。合成樹脂製造商要不斷完善工藝技術(shù)和**,同時(shí)應(yīng)儘快達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模(近悉得陽科技今年即將動(dòng)工,將生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)至5000噸/年),將自己做大做強(qiáng)。並建議各級(jí)政府部門和行業(yè)組織切實(shí)加強(qiáng)宏觀調(diào)控,防止各地一哄而起,“遍地開花”,重蹈當(dāng)年塗料級(jí)PPS樹脂的覆轍。摻混改性企業(yè)要根據(jù)市場(chǎng),特彆是進(jìn)口替代的需求,大力開發(fā)改性新產(chǎn)品和專用料,嚴(yán)格質(zhì)量管理,強(qiáng)化技術(shù)服務(wù),爭(zhēng)創(chuàng)知名品牌;同時(shí)積極配合塑料加工企業(yè),使電子電氣,汽車等行業(yè)的終端用戶目前依靠大量進(jìn)口的PPS精密零部件和元器件逐步國(guó)產(chǎn)化。在國(guó)家政策的引導(dǎo)、扶持下,我國(guó)的PPS產(chǎn)業(yè)隻要自強(qiáng)不息,並加強(qiáng)樹脂製造商、摻混改性企業(yè)和塑料加工企業(yè)之間,及與終端用戶之間的通力合作,必將在蓬勃發(fā)展、但競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中爭(zhēng)得一席之地。

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