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「大盘点」聚酰亚胺、碳纤维、特种尼龙等,炼化行业需重点关注这10种化工新材料

2022-12-08 来源:超级石化、轻烃吧 浏览数:1

近年来,以大数据、人工智能、清洁能源、绿色低碳等为主要特征的第四次工业革命浪潮风起云涌,新技术、新业态、新产业层出不穷。新材料产业是战略性、基础性产业,是第四次工业革命的基础,也是高技术竞争的关键领域,已经成为国家竞争力的重要体现。化工新材料是化学工业中最具发展活力和发展潜力的新领域,是国民经济建设所需的关键材料,广泛应用于交通运输、医疗卫生、电子信息、国防军工、航空航天、新能源等诸多领域。

化工新材料主要包括高性能合成树脂、特种合成橡胶、高性能合成纤维、特种弹性体、纳米化工材料、复合材料、工程塑料、高端碳材料、电子化学品、特种涂料、特种胶黏剂、特种助剂等一系列品种。基于我国传统产业升级和新一代信息技术、新能源、轨道交通、航空航天以及大健康等新兴领域快速发展对新材料的旺盛需求,化工新材料发展潜力巨大。

1.聚酰亚胺


聚酰亚胺(PI)是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物,是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一,广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、激光等领域。高性能聚酰亚胺材料的突出优点是耐高温,可制成薄膜、复合材料、工程塑料、涂料、纤维及泡沫等多种产品,主要应用于航空航天、微电子制造与封装及高档电气绝缘等领域。随着我国高技术产业的快速发展,对高性能聚酰亚胺材料需求量快速增长,产业发展潜力巨大。

2.碳纤维


碳纤维作为一种含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,广泛应用于航空航天、体育休闲、轨道交通、风力发电、汽车、压力容器以及国防军工等领域。工业化生产碳纤维主要采用聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维两种路线。聚丙烯腈基碳纤维生产技术成熟,产量约占全球碳纤维产量的90%以上,沥青基碳纤维研发近年来也受到广泛关注。当前国产碳纤维应用主要集中在体育休闲、风电叶片和建筑加固等领域,航空航天、新能源汽车等领域应用还未完全打开,风电叶片领域还存在进一步提升空间。

3.特种尼龙


常规尼龙的强亲水性、不耐高温、透明性差等缺点,使其应用场合受到限制。为了改善常规尼龙的缺点、增加新的特性,通过引入新的合成单体,可得到一系列有不同特性、可满足不同使用场合的特种尼龙,主要分为高温尼龙、长碳链尼龙、透明尼龙、生物基尼龙以及尼龙弹性体。大部分高温尼龙品种,如PA4T、PA6T、PA9T、PA10T等,可用于生产汽车零件、机械零件以及电气、电子零件等。长碳链尼龙品种有PA11、PA12、PA610、PA1010、PA1212等,可用于汽车、通讯、机械、电子电器、航空航天、体育用品等领域。

4.可生物降解材料


到目前为止,全球研发的可生物降解材料多达几十种,主要包括PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基烷酸酯)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)、PCL(聚己内酯)等。可生物降解材料主要用于生产一次性餐具、薄膜、膜纸、快递袋、服装、塑料胶带等,在包装、农业、3D打印、现代医药、纺织业等领域用途广泛。随着我国环保政策不断趋严和“限塑令”等法规的加快实施,可生物降解材料显现出广阔的发展前景。

5.乙烯-醋酸乙烯共聚物


乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是以乙烯和乙酸乙烯酯为原料,采用高压聚合工艺得到的一种热塑性树脂,广泛用于光伏封装胶膜、电线电缆、发泡鞋材、热高端包装薄膜、熔胶、玩具、功能性棚膜等。随着我国光伏产业快速发展,EVA胶膜消费需求快速增长。目前国外生产商主要有巴塞尔、埃克森美孚等,我国具备量产EVA光伏料能力的厂家仅有斯尔邦、联泓新科、宁波台塑等少数几家公司,开发应用潜力大。

6.环烯烃共聚物


环烯烃共聚物(COC或COP)是一种由环烯烃聚合而成的高附加值热塑性工程塑料。由于COC/COP树脂的高透明性、低电介常数、优良的耐热性、耐化学性等优异性能,其被广泛应用于制造各种光学、信息、电器、医用材料。COC/COP的生产工艺比较复杂,环烯烃单体合成难度大,国外只有少数几家公司的技术和生产工艺达到大规模量产水平,如TOPAS、瑞翁、三井、JSR等。国内需要的COC产品均依赖进口,部分企业和研究机构的研发工作仍处于小试阶段。

7.聚烯烃弹性体


聚烯烃弹性体(POE)材料以乙烯、丙烯以及α-烯烃等为原料,采用高温溶液聚合工艺路线生产,主要作为抗冲击改性剂及增韧剂等,广泛用于汽车、包装、电线电缆、医疗器械以及家用电器等领域。国外生产商主要有陶氏化学、埃克森美孚、三井公司等。我国还不能实现该类材料的自给,产品全部依赖进口,市场需求潜力大。

8.特种橡胶


特种橡胶指具有特殊性能和特殊用途能适应苛刻条件下使用的合成橡胶,包括氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、聚醚橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、环氧丙烷橡胶、聚硫橡胶、液体橡胶等,在国防、工业、尖端科学技术、医疗卫生等领域有着重要用途。目前国内特种橡胶行业低端产能过剩、高端产品依然依靠进口,开发前景良好。

9.超低磨耗茂金属聚乙烯


超低磨耗茂金属聚乙烯采用淤浆或气相工艺路线生产,主要应用于人工关节材料、空投箱及其他耐磨材料等领域,具有出色的耐摩擦性能、优良的抗冲性能以及良好的生物相容性,同时相对于超高分子量聚乙烯具有更好的加工性能。目前,人工关节材料中的高分子材料主要是超高分子量聚乙烯,完全依赖进口,产品价格高昂。

10.超高分子量聚乙烯


超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种线性结构的热塑性工程塑料,其粘均分子量通常在150万以上,具有耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击等优异性能。UHMWPE纤维,与碳纤维、芳纶并称为三大高性能纤维,是目前已工业化纤维材料中比强度和防弹性能最高的纤维, 在许多行业获得广泛应用,是制造防弹衣、防弹头盔和防护装甲的首选材料。

 

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