部分PI具有良好的生物相容性

更新时间:2025-10-11 05:50 类型:新闻资讯 来源:网络整理

  塑料按利用温度可分为三个等第:通用塑料(<100摄氏度)、工程塑料(<150摄氏度)和特种工程塑料(持久利用温度正在150摄氏度以上,局限产物可正在200摄氏度甚至400摄氏度厉苛境遇操纵)。塑料机能越高,价格越高,但特种工程塑料商场界限较量小,只占热塑性塑料商场的1.8%。

  特种工程塑料众数具有轻质高强、耐高温、耐腐化、耐疲惫、耐磨损、耐辐照、易加工的特色。目前,可贸易化临蓐、大界限投放商场的特种工程塑料首要有六种:聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚砜(PSF)、液晶集中物(LCP)、聚苯硫醚(PPS)、耐高温尼龙(PPA)。

  一代装置一代质料,高机能军器装置须要具备高速率、高机动性、高精准职掌、高荫藏性,这就哀求质料轻质、高强、高耐热、高抗膺惩、众效力。以是,特种工程塑料正在上世纪60~80年代一连开拓出来,当时邦际上唯有少少欧美至公司驾驭本领并具有临蓐才华。我邦起步较晚,直到上世纪七八十年代才动手一连处置少少特种工程塑料的根底题目,现正在才可能量产、投放商场,以是本领上根基都有自助学问产权。

  跟着本领打破、产能提拔、本钱降落,特种工程塑料正在民用界限可用于航空航天、电子、电器、能源、汽车、医疗、机械人等。

  目前,我邦特种工程塑料发体现状是:产能急忙延长,但达产率众数偏低,产物德地不不变,工程化本领秤谌亟待升高;低端产物产能过剩,价钱内卷;高端产物进口依存度居高不下。紧迫须要加快科研成效转化、打破环节原料的供应瓶颈、提拔产物层次、鼎力开拓改性本领和操纵本领。

  质料性子:PPA联贯利用温度领先170摄氏度。高强度、高硬度,具有优良的耐疲惫性、耐磨性和抗蠕变性,正在普通的温度领域内和高湿度境遇中都能依旧优良的刻板性子。具有极小的线膨胀系数、很高的尺寸精度和尺寸不变性。吸水率低于尼龙6,耐油和绝大无数化学药品,但怕强酸和强氧化剂,可溶于苯酚和甲酚。正在高紫外线辐射、高湿、高温等非常条目下,可持久正在室外利用。耐焊锡性好,合用于电子电器工业外观贴装。PPA是尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)及尼龙46(PA46)的升级替换产物。

  临蓐工艺:PPA的上逛化工原质料首要是浓郁型二元酸和脂肪族二元胺。PPA的中逛中心产物有PA46、PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PAMXD6等,但正在原料和本领方面,根基都被欧美垄断,我邦临蓐更众的是PA6T。PPA产物可能通过增加防老化剂、光不变剂、阻燃剂、偶联剂等加工助剂,以及玻璃纤维、碳纤维等加强填料,杀青改性。

  操纵界限:因机能优异,PPA近年来操纵场景延续拓展,下逛成品普通操纵于汽车工业、电子电器、石油化工、航空航天等界限。PPA照旧一种代替金属的理念质料,目前已正在平板电脑、手机、遥控器等产物中操纵。

  质料性子:LCP耐热性好,热变形温度可达320摄氏度。线膨胀系数极小,具有很高的尺寸精度和尺寸不变性。耐腐化性好,LCP成品正在浓度90%酸及浓度50%碱存不才不会被腐蚀。电绝缘机能非常,介电常数和介电损耗很低,以是正在电子电器方面用处普通。

  临蓐工艺:LCP由二酚(醇)单体和二酸单体集中而成。LCP依据热变形温度,分为高耐热型(Ⅰ型)、中耐热型(Ⅱ型)、低耐热型(Ⅲ型)。I型的热不变性极度好,熔点极度高,这也意味着加工难度变大。II型的耐热性、加工性介于Ⅰ类、Ⅲ类之间,分子组织中萘环爆发的“侧步”效应消浸了分子链段的刚性,以是比Ⅰ型加工机能和接收性更好。Ⅲ型分子组织中含有PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),柔性酯基的插手进一步消浸了质料的耐热机能,温度较高会爆发清楚的理会、水解局面,耐温、耐湿性差,但加工性好。目前商场上首要是Ⅰ型和Ⅱ型,Ⅲ型量很少。

  Ⅰ型LCP主合成单体为对羟基苯甲酸、对苯二甲酸、4,4′-联苯二酚,Ⅱ型LCP主合成单体为6-羟基-2-萘甲酸、对羟基苯甲酸,过去因为4,4′-联苯二酚等环节单体被“卡脖子”,以是邦内LCP产量较少,直至2022年,邦内企业(如四川圣效等)处置了这一题目。

  操纵界限:LCP操纵界限普通,此中75%用于电子电器和5G通讯兴办,其他用于汽车工业和航空航天等界限。

  商场供需:2023年环球LCP需求量为4.61万吨,估计到2025年将达8.17万吨。LCP产能首要纠集正在美邦、日本等地的企业,我邦中心单体杀青自助可控后,即将杀青产能打破,希望正在2025年抵达5万吨/年,但须要进一步提拔单体纯度。

  财富提议:LCP邦内年需求增速正在15%~20%,但邦产LCP的质地不变性和相仿性与外洋产物存正在差异,只可通过消浸价钱争取商场份额,产物德地亟待升高。

  商场供需:PPA2020年环球需求量达15万吨。2020年我邦PPA需求量为3.2万吨,商场界限约22亿元美元。开始测算到2026年,我邦PPA需求量将抵达5.2万吨,商场界限约31亿元美元。

  环球PPA产能纠集于欧美焕发邦度,我邦企业占较量低。我邦PPA需求量大但自给率低,2020年自给率仅为24%,希望迎来邦产替换加快。目前,邦内己二酸财富较为成熟,己二腈博得本领打破,估计2025年,我邦PPA产能打破5万吨/年。

  财富提议:PPA首要用于电子和汽车界限,异日产物替换空间开朗。跟着邦内PA6、PA66慢慢供大于求,企业红利空间退缩,紧迫须要充裕产物品种、升高临蓐本领秤谌、提拔产物品德、加强商场竞赛力,不行只正在低端产物上竞赛。

  质料性子:PSF耐热、不变性好,持久利用温度高于180摄氏度。力学机能好,拉伸强度正在70兆帕以上,断裂伸长率最高可达70%以上。耐湿热,正在145摄氏度蒸汽下寿命起码为12年。阻燃性较好。耐化学性好,耐酸、耐碱、耐无机盐,耐汽油、机油、润滑油和氟利昂等,可用于石油化工管道和医疗用品的涂层等。安然性好,是美邦FDA(食物药品监视打点局)和欧盟承认的一类适合食物级和卫生级的高分子质料。

  临蓐工艺:PSF合成的工艺道途有亲核道途和亲电道途两大类,目前邦内工业化临蓐以亲核道途为主,均来自吉林大学。PSF首要原质料为4,4′-二氯二苯砜,与双酚A可合成平时双酚A型聚砜(PSU),与双酚S可合成聚砜(PES),与4,4′-联苯二酚可合成聚芳砜(PPSU)。

  操纵界限:古代PSF最早用于军工产物及航空航天界限。跟着近年来产能延长、创设升级,PSF动手用于医疗器材(如血液透析膜等)、食物包装(如奶瓶等)、交通运输(如汽车轴瓦、齿轮等)、刻板创设(如各式机械的杠杆、柄、支架,X射线装配的观看玻璃等)、电子电器(如线圈骨架等)浩繁界限。

  商场供需:PSF首要临蓐商是外洋企业,此中,德邦巴斯夫、比利时索尔维、日本住友3家公司总产能为6万吨/年。环球PSF消费量2016年为5.11万吨,2019年抵达8.76万吨,增速为6%旁边,估计2020~2024年增速正在7%旁边。

  我邦PSF近年来进展急忙,总产能约1.6万吨/年,2022年产量亲热4000吨,但需求量打破8000吨,须要巨额进口。

  财富提议:PSF财富垄断谋划趋向清楚,索尔维和巴斯夫两大临蓐商占领80%以上的商场份额。我邦PSF商场蓄势待发,用于高端的水经管及血液透析界限的商场增速清楚,因性价比适宜,操纵领域及操纵境遇拓展急忙。邦内目前有产能,但达产率偏低,工程化本领有待进一步提拔,产物组织亟须安排,低端产物竞赛激烈,高端产物较少。

  质料性子:PPS联贯利用温度正在200~240摄氏度。热不变性好,正在气氛中热理会肇端温度高达450摄氏度,阻燃性也高于尼龙。耐化学性非常,正在200摄氏度以下没有溶剂可能溶化,可与PTFE(聚四氟乙烯,俗称“塑料王”)相媲美。刻板机能上展现为强度凡是、刚性强、韧性差的特色,正在各样境遇下都可能依旧耐疲惫性、抗蠕变性,且正在高温、高湿、变频等条目下仍能依旧优良的绝缘性,被以为是“性价比之王”,以是进展速率速。

  临蓐工艺:PPS的首要合成工艺是硫化钠法,上逛原质料首要是硫化钠、氢氧化钠、对二氯苯等,不存正在“卡脖子”题目。

  操纵界限:PPS的进展成熟,机能优异,商场价钱正在5万元/吨以上,比拟其他特种工程塑料,价钱较低,性价比高,常行动组织性高分子质料利用。PPS操纵界限最广,简直无所不消。40%的PPS用于汽车工业,并且正在电动汽车中的用量是燃油车的两倍以上。PPS正在环保行业的用量占比达25%,PPS纤维已成为燃煤电厂烟道气除尘和都邑垃圾燃烧厂尾气过滤及除尘升级的首选滤材,具有较高附加值。正在石油化工界限,PPS可用于石油深井部件,各样泵、阀门,以及化工填料、防腐质料等。正在新能源界限,PPS可用于碱性制氢电解槽隔阂、燃料电池端板等。

  商场供需:我邦PPS质料需求由2015年的2万吨增至2021年的7万吨,商场界限由9.62亿元涨至31.2亿元,年均复合增速约22%。跟着我邦汽车和电工电子等高端界限迅疾进展,我邦PPS的需求延长将远高于宇宙均匀秤谌。

  PPS环球产能正在2021岁首度领先20万吨/年(22.93万吨/年),从产能散布看,首要纠集于日本和我邦。我邦2021年产能抵达9.6万吨/年,但首要临蓐低端产物,以是达产率不高,70%以上产物依赖进口。另外,我邦自2020年12月1日起动手对原产日本、美邦、韩邦和马来西亚的进口PPS征收反倾销税,践诺刻期至2024年11月,这一计谋为我邦PPS厂商成立了优良的进展时机,有利于鼓动邦产PPS产销量及价钱提拔,加快PPS的邦产化替换经过。

  财富提议:PPS异日商场前景优良,但我邦PPS低端产物众、高端产物少,产物急需升级,且邦内工艺装置主动化秤谌相对外洋企业较低、产物的批次不变性差,很难保障产物德地的不变性和相仿性,工程化本领秤谌亟待升高。

  质料性子:PAEK是目前特种工程塑料里归纳机能最好的一类质料。它的熔点高于310摄氏度,持久利用温度高于210摄氏度。力学机能明显,拉伸强度90兆帕以上,断裂伸长率最高可达70%以上。耐湿热。阻燃性较好。耐化学性好,除浓硫酸外,无溶剂可溶化。耐辐照才华强,正在高剂量电离辐射下可长时候不变作事。

  临蓐工艺:PAEK合成有亲核道途和亲电道途,邦内工业化临蓐首要为亲核道途,来自吉林大学。PAEK品种繁众,目前PEEK(聚醚醚酮)操纵需求最高、商品化最成熟。PEEK的原质料首要是氟酮、对苯二酚、二苯砜、碳酸钠,通过亲核工艺制得PEEK后,插手碳纤维、玻璃纤维、石墨、聚四氟乙烯、芳纶等加强质料,制得复合改性树脂,分为板材、棒材、片材、膜材、丝材等。

  操纵界限:PEEK普通用于军器装置、核工业、航空航天、汽车、刻板、石油化工、医疗卫生等界限。因为具有极度好的生物相容性,PEEK现正在是骨科、牙科等最情愿利用的主材。

  商场供需:2021年环球PEEK商场界限达44.9亿元,我邦PEEK商场界限达13.33亿元,估计到2027年环球PEEK商场界限将达70.6亿元,2021~2027年商场年复合延长率预估为7.54%。

  正在轻量化趋向下,PEEK希望以塑代钢成为汽车工业、航空航天、电子电器、医疗器材、3D打印、机械人、低空翱翔器等众个终端界限组织件中的中心质料,其需求希望迎来大幅延长。近几年我邦PEEK消费量逐年扩大,我邦已成为继欧洲和美邦后最大的PEEK消费商场。2021年邦内PEEK消费量约1980吨,2022年亲热2200吨,正在汽车、电子电器等需求启发下,估计2023~2027年将依旧15%~20%的增速,至2027年消费量近5000吨。

  邦内PEEK产能延长急忙,本年总产能可达9250吨/年,依然亲热外洋超万吨/年的总产能,但产物商标不全、高端产物量产才华不强,以是,到目前为止现实销量1000众吨,仍存正在进口依赖的题目,邦内PEEK商场存正在肯定的产销失衡情形。

  财富提议:跟着下逛本领界限进展,PEEK操纵界限急忙拓展,我邦、印度等新兴商场振起,商场界限将急忙扩张。但环球PEEK商场照旧一家独大,英邦威格斯占领约70%的商场份额,且垄断谋划高端品牌。我邦PEEK产物德地与外洋比拟尚有差异,产物商标简单,根基用于低端商场,亟须开拓高端品牌。

  质料性子:PI各方面机能都优异,能处置前述质料处置不了的题目,但价钱也很高。PI持久利用温度领域正在零下269~260摄氏度,且正在零下269摄氏度的液氮中不会脆裂,局限PI没有熔点,理会温度可达600摄氏度。刻板机能方面,均苯型PI薄膜为250兆帕、联苯型PI薄膜可达530兆帕。热膨胀系数低,联苯型PI与金属正在统一秤谌。介电性优良。具有最高的阻燃等第。经高强度辐照后,PI薄膜也能依旧90%的机能。无毒,可经受数千次消毒操作,局限PI具有优良的生物相容性。

  临蓐工艺:二酐单体、二胺单体通过两步法工艺临蓐出联苯型PI和均苯型PI。

  操纵界限:PI薄膜普通操纵于消费电子、轨道交通、风力发电、电工绝缘、航空航天等界限,是最早杀青贸易化、最成熟、商场容量最大的产物。PI纤维是航空航天等紧要界限的中心配件质料,正在环保高温滤材、防火质料等界限也有开朗的商场空间。PI泡沫用于航空航天、船舶创设等界限。PI复材是目前利用温度最高的树脂基复合质料,首要用于航空航天启发机、翱翔器轻量化等界限。光敏PI首要用于光刻胶和电子封装。比拟古代光刻胶,光敏PI光刻胶无须涂覆光阻隔剂,可大幅缩减加工工序。

  商场供需:PI薄膜有“黄金薄膜”的美称,与碳纤维、芳纶纤维一并被以为是限制我邦进展高新本领财富的三大瓶颈性环节高分子质料,是PI质料用量最大的品类。分别种别PI薄膜价钱相差较大,低端电工PI薄膜为20万元/吨、低端电子PI薄膜为25万元/吨、电子级PI薄膜与热控PI薄膜为35万~60万元/吨、高端电子级PI或柔性显示用CPI薄膜超100万元/吨。

  2021年,环球PI薄膜消费量1.63万吨,商场界限22.5亿美元,估计到2030年PI薄膜消费量将达2.9万吨,年均复合延长率达6.5%。2022年邦内PI薄膜商场总界限达72.4亿元,此中,电子级PI薄膜26.3亿元、特种级PI薄膜26.9亿元、导热级PI薄膜9.5亿元、电工级PI薄膜9.7亿元。

  财富提议:临蓐高机能PI膜对兴办定制、制制工艺、本领人才等方面哀求苛刻,门槛较高。目前这一界限显现寡头垄断的竞赛方式,90%以上的商场份额驾驭正在美邦、日本、韩邦临蓐商手中。邦内已杀青电工级PI薄膜的大界限临蓐,但电子级PI薄膜进口依存度抵达80%,高端PI薄膜的进展秤谌举座较低。高机能PI薄膜邦产化需求紧迫,邦内企业PI质料操纵界限及产能界限仍有很大的扩展空间。