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聚苯醚PPO、PPE的介绍(Ⅴ)

五、PPO的其它介绍

1.聚苯醚树脂(简称PPO)属热塑性工程塑料,聚苯醚合金是五大工程塑料之一,也是工程塑料合金中消费量最大的品种。由于PPO合金克服了PPO本身应力开裂的缺点,改善了PPO加工性能,而且其热性能、电性能和机械性能优异,故其用途极为广泛,可用作汽车仪表板、电器零件、内装饰和外装饰零件及机械器具、办公设备和电子电器设备等。

均聚物PPO是由2,6-二甲基苯酚在铜氨络合物催化剂存在下通过氧化偶合聚合制备。它具有强度高、耐热性好等特点,具有适中的非极性和尺寸稳定性,耐水、酸、碱和盐溶液腐蚀,但耐其他化学品腐蚀性能有限。对紫外光不稳定,而且加工较难。为此,可将PPO与高聚物一起制成合金,例如,与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、尼龙、聚酯树脂和其他热塑性树脂制成合金,这不但可进一步改善性能,而且可用一般热塑性模塑设备进行加工。PPO合金目前已占PPO类塑料应用量的99%以上。

目前,国外PPO合金生产技术有二种:一种是熔融机械掺混,如PPO/HIPS合金;另一种是无定型PPO与半结晶性聚合物,如PBT、尼龙等通过相容剂作用掺混而成PPO合金。对于尼龙/PPO合金,相容剂是乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚苯乙烯共聚物。PPO合金一般可用各种方式进行加工,如挤出成型、吹塑成型、注射成型、热成型等,其中最主要的方法是注射模塑和发泡模塑成型等。

20世纪80年代以来,PPO及其合金市场日趋活跃,巴斯夫公司、旭化成公司、GE塑料公司、三菱瓦斯化学公司、三菱石化公司、日本聚醚公司和住友化学公司纷纷角逐这一市场。

上个世纪90年代全球对PPO合金的需求量比PBT聚酯树脂还多,在五大工程塑料中名列第四。美国PPO合金应用以机械器具最多,其次是运输机械、办公设备和电子电器设备。欧洲PPO合金主要用于汽车,约占总需求量的1/3。日本主要用于办公设备,占48%;其次是汽车工业,占28%;电子电气领域占20%。

2.聚苯醚(PPO)是世界五大通用工程塑料之一。它具有一系列优异的物理与力学、耐热、电绝缘等性能,但由于PPO流动性较差,通常以与其他塑料共混改性形成工程塑料合金使用(称为MPPO),是目前工程塑料领域最典型与用量最大的工程塑料合金品种。MPPO具有优良的综合性能和成型加工性能,因而在电子电气及家用电器、办公自动化机械、汽车等输送机械、建材、航空及军工等领域具有广泛的用途,成为发达国家的核心材料垄断战略之一。与其他四种通用工程塑料相比,我国PPO及MPPO与世界发达国家的技术水平与产业化差距最大,尤其是PPO合成树脂的产业化目前尚为未启步。

Ⅰ.市场需求旺盛 国内产业发展前景突出

PPO工程塑料的市场一般以单体、PPO树脂与MPPO三方面考虑,通常由MPPO最终体现。在五大通用工程塑料中,MPPO工程塑料规模与产量比PBT略低,居第5位。近3年来,随着经济的复苏及MPPO新的市场机会的出现,特别是电子信息用壳体材料及高性能印制电路板用交联PP合金的强劲市场需求,导致世界三大PPO生产公司(GE公司、日本三菱瓦斯化学、旭化成公司)纷纷扩大其生产规模。到2002年,世界2,6-二甲基苯酚单体生产能力达25万吨/年以上,PPO树脂的总产量达到23.6万吨;MPPO的总生产能力达到46.5万吨,实际产量约为40万吨左右,产值约为13亿美元。从规模、产量与市场来看,GE公司一直占主导地位,约占全世界的80%。

PPO及MPPO工程塑料在国外虽已进入成熟而稳定的发展阶段,但今后几年内,全球MPPO的需求量将仍然会以7%~10%的年平均增长速度发展。未来十年,我国MPPO将进入市场场需求高速增长阶段,企业将会获得重大发展机遇。首先,中国稳定的政治与良好的投资环境将进一步吸引发达国家与地区电子电气等零部件制造向中国大陆继续大量转移与采购,国内家用与商用电器规模的扩大,以及电子信息终端产品的快速增长,必将带动MPPO新材料的大量消费。其次,在未来5年内,汽车计划从2000年197万辆增加到2005年312万辆,进而成为世界汽车大国的发展速度,将全面启动MPPO新材料的应用市场;此外在其他机械、纺织、建材、国防军工等领域也将有较大的增长空间。预计“十五”期间,MPPO将以20%以上的速度继续增长;2005年MPPO国内消费量将达到3.5万~4万吨,2010年及2015年将分别达到8万吨和12万吨,从而达到发达国家目前的消费水平。

Ⅱ.国内起步较早 MPPO具备产业化基础

我国从20世纪60年代初开始PPO树脂合成工艺与技术的研究研制单位曾多达20家,到70年代末,绝大多数单位因种种原因停止了研究。1981年开始,从电子电气工业的发展需要与前景出发,国家将其列为“六五”重点科技攻关项目,由北京市化工研究院(以下简称北化院)与上海合成树脂研究所进行攻关研制。原国家科委、化工部、电子部及北京市科委与北京化工集团等先后对该项目进行了重大支持,立项近40项。除上述两个研究单位外,清华大学、北京化工大学等也参与了部分研究工作。其中,影响力最大的是北化院,从“六五”至今一直进行该项目的研究开发。该院项目研究32项,包括单体、合成、加工助剂与MPPO,取得了一批重要成果,获北京市科技进步奖8项(其中一等奖1项,二等奖1项),为千吨级工业性技术开发工程积累了必要的技术参数。从90年至今,北化院研究开发了低发泡MPPO、PPO/PA合金、高电性能耐热MPPO、PPO合金增韧改性,PPS/PA及PPS/PPO合金,PPO/HIPS/弹性体三元合金、军用蓄电池壳体专用MPPO材料、汽车灯具耐高温MPPO材料、高频印制电路板用热固性PPO合金新材料的研究开发(进行中)等新合金技术,开发新产品30种新产品,取得了一定的经济效益与较大的社会效益。

目前国内有北化院、上海合成树脂研究所等3-4家单位采用进口PPO树脂开发与生产MPPO,但由于PPO原料树脂的限制,实际产量均不超过500吨/年。1996年以来,日本在中国成立了一家MPPO生产厂家,利用与日本原料厂家的合作优势,在MPPO方面发展较快。

Ⅲ.产业总体差距大 发展“瓶颈”亟待突破

从PPO工程塑料发展过程来看,国内与国外相比,无论从技术上,还是从产业化规模上相差十分巨大。因此,国内发展该产业,绝不能急于求成,应先解决发展“瓶颈”问题。首先,PPO工程塑料垄断市场的关键所在是PPO树脂,因此PPO的合成应是首要解决的难题。但PPO的合成投入较大,难度高,周期长,因而开发这种高难度的产业化项目,从观念上应改变以往仅以科研单位依赖政府科研攻关费用进行研究的模式,要结合有实力的投资主体一起共同开发。其次以市场需求与技术创新为前提,开发MPPO关键共性技术。如第一代MPPO产品的高效环保无卤阻燃技术、防震及隔音等阻尼技术、可镀铬技术及高流动性与耐溶剂性研究;第二代产品的相容性技术、无卤阻燃、增韧与超韧及纳米技术;第三代产品的PPO树脂低分子量控制技术、合金化技术、互穿网络技术及热固性树脂的应用加工技术。第三,重视MPPO的成型技术与应用,开发新一代功能化产品。除注射成型外,目前几种新的成型技术的应用为MPPO的开发提供了较大的应用前景,如MPPO的低发泡成型技术、挤出成型技术、吹塑成型与气体辅助注射成型技术等,为大型MPPO产品的开发提供了技术保证。国内机械制造单位应根据其技术特点,开发针对性与实用性更强的产品。此外,建议国内汽车工业部门,尽早建立相应的汽车新材料应用测试评价体系,以加快MPPO材料在国内汽车工业应用的速度。

Ⅳ.抓住机遇 政府应积极引导与推动

对于工程塑料发达的国家与地区而言,中国既是MPPO重要与富有潜力的应用市场,也是有较强技术竞争力与开发能力的对手,因而该项技术如没有自主开发的基础,靠引进可能还需相当长的时间;而笔者认为国内无任何PPO技术基础的企业起步上万吨级也是不可行的。可喜的是,我国不仅有“六五”以来的合成技术基础及至今一直开发的MPPO技术与产品,而且国外几大公司的合成技术专利已经过了保护期。因此,国家与各级政府应抓住这一契机,首先对已有较强基础的北化院等企业,继续给予重点支持,完善千吨级的PPO树脂合成技术,生产出质量稳定的合格产品。与此同时积极引导更多有技术开发实力的研究院所与工程技术能力强、资金实力雄厚的石化企业与上市公司参与该项目,共同实施“产、学、研”计划,对各项技术进行重点攻关与突破,促进企业间合作,实现产业化项目,使中国的PPO与MPPO产业真正走向国际舞台。

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