2024年1-11月,全国规模以上橡胶和塑料制品业营业收入达到27242.8亿元,同比增长4.4%。全球橡塑市场规模也呈现出稳步增长的趋势。
与此同时,国内橡塑材料企业在技术研发、生产能力和市场拓展等方面取得了显著进展,逐渐具备了与国际企业竞争的实力。
在2024年,中国橡塑材料产业迎来了诸多突破和进展。以下是专塑视界对2024年中国橡塑材料产业的盘点。
POE作为中国新材料工业的重要代表性产品,一度被视作高端材料的发展方向。但随着行业的快速发展,POE市场价格持续下跌。根据行业理论数据计算,2024年中国POE利润率出现了明显下行, 8C的POE已经下跌至8%左右,而4C的POE已经达到2%左右的水平。
2023年12月15日,贝欧亿公司3万吨/年特种聚烯烃及配套项目实现了一次性开车成功,产出具有独立知识产权的高性能POE产品,标志着国内首套聚烯烃弹性体(POE)工业化装置正式成功投产。2024年6月29日,万华化学一期20万吨/年POE项目成功投产,标志着中国首套大规模自主研发的POE工业化装置一次性开车成功。
图源:网络
截至2024年年底,国内POE相关规划产能已超350万吨,大部分的国内产能以1-丁烯POE即4C的POE为主。而8C的POE在性能上展现出更多优势,具有更高的拉伸模量和弯曲模量、更强的撕裂强度,更低的玻璃化转变温度和更宽的熔体指数范围。
在应用方面,POE除了在光伏胶膜这一主要应用领域外,在非光伏领域也有广泛应用,包括汽车材料改性、鞋材制造、电缆生产等多个行业。
POE是采用茂金属催化剂的乙烯和α-烯烃实现原位聚合的热塑性弹性体,其中聚乙烯链结晶区(树脂相)起物理交联点的作用,具有典型的塑料性能,加入一定量的α-烯烃(1-丁烯、 1-己烯、1-辛烯等)后,削弱了聚乙烯链的结晶区,形成了呈现橡胶弹性的无定型区(橡胶相),使产品又具有弹性体的性质,因此POE可以看作是塑料与橡胶的桥梁产品。
在科技飞速发展的浪潮中,各行各业对材料性能的要求日益提升,特别是在航空航天、人形机器人、新能源汽车等尖端科技领域,对材料的强度、耐热性、耐腐蚀性以及轻量化等方面的要求达到了前所未有的高度。正是在这样的背景下,PEEK(聚醚醚酮)材料以其独特的性能优势,脱颖而出,成为了2024年度科技界备受瞩目的新星。
PEEK是一种半结晶性、热塑性芳香族聚合物,具有一系列令人瞩目的特性。其玻璃化转变温度高达143℃,熔点更是达到了334℃,这意味着PEEK材料能够在极端高温环境下保持出色的性能,即使在250℃的长期使用中也能游刃有余,短期耐温更是可突破300℃。这种耐高温性能,使得PEEK材料在需要承受高温环境的工业应用中具有无可比拟的优势。
除了耐高温外,PEEK材料还具备高强度、高模量的特点。其拉伸强度可达100MPa以上,弯曲强度和模量同样出色,加之良好的韧性和抗冲击性能,使得PEEK材料在承受复杂应力时依然能够保持结构的完整性和稳定性。这种刚柔并济的特性,使得PEEK材料在航空航天、医疗、电子电器、汽车工业以及工业制造等多个领域内得到了广泛应用。
低摩擦系数和耐磨性也是PEEK材料的两大亮点。这使得PEEK材料在制造轴承、齿轮等运动部件时,能够有效减少磨损,延长使用寿命。同时,PEEK材料的阻燃性和电绝缘性能也使其在电子电器等对防火和绝缘要求较高的领域中具有独特的优势。
在全球范围内,PEEK材料的生产主要集中在少数几家具有先进生产工艺和丰富生产经验的企业手中。其中,英国的威格斯(Victrex)公司是全球领先的PEEK制造商之一,其产品在国际市场上占据重要地位。此外,德国的赢创(Evonik)公司也在PEEK材料生产领域拥有一定的影响力。
在国内市场,PEEK材料的生产也在逐步发展壮大。仅2024年下半年,国内龙头企业中研股份就成立了三家新公司:2024年7月,中研股份拟募集资金出资人民币3,000万元设立全资子公司中研复材(上海)科技开发有限责任公司;2024年10月29日,公司公告计划以自有资金出资人民币1,000万元设立全资子公司中研复材(深圳)科技有限责任公司;2024年12月9日,中研股份公告,为进一步满足发展战略需要,公司拟以自有资金出资人民币 3,000 万元设立全资子公司中研(长春)新材料科技有限责任公司。
其他企业如金发科技、沃特股份、康拓医疗、迈普医学等企业也在PEEK材料领域有所布局和发展。
在当今材料科学与工程领域,聚碳酸酯(PC)作为一种重要的高分子材料,在众多行业中有着广泛的应用。而共聚 PC 更是凭借其独特的性能优势,成为了聚碳酸酯家族中的 “贵族”。
2024年11月18日,中国中化旗下沧州大化20%硅含量共聚PC(聚碳酸酯)一次投料试车成功,成为继6%硅含量共聚PC、溴化PC等特种PC上市后又一突破,填补中国在该领域的空白。
图 中国中化20%硅含量共聚PC由沧州大化独立自主研发,具有高硅含量、耐低温冲击、协效阻燃等特点,在新能源、医疗器械等领域应用前景广阔。
此次研发成功的20%硅含量共聚PC,通过在合成过程中引入有机硅基团,显著提升了材料的柔性、耐低温性、协效阻燃性和流动性。这种高性能材料不仅具备优异的低温抗冲击性能和协效阻燃性能,还广泛应用于新能源、5G基站、电子元器件及医疗器械等多个领域,展现了广阔的应用前景。
EVOH树脂是一种高阻隔性的乙烯-乙烯醇共聚物,与偏二氯乙烯(PVDC)、聚丙烯腈(PAN)是目前世界上三大公认的高阻隔材料,它的阻氧性是同类常用产品PE(聚乙烯)的一万倍。因其良好的阻隔、成形及环保等特性,应用非常广泛,包括汽车油箱、薄膜、食品容器及地暖管等高端新材料领域。特别是应用于食品包装,可在无防腐剂添加情况下,延长食物的保质、保香期长达数月乃至数年之久。
目前,我国EVOH暂未实现工业化生产,整个市场基本被可乐丽等几家外资企业占据。需求方面,EVOH在欧美已经普遍使用。我国长期以来价格居高不下导致其使用成本过高,加上国内对于食品包装材料的性能要求不高(包括其阻隔性能),使得EVOH应用规模亦受到一定限制。但未来这种局势有望改变。
2024年11月,中国石化川维化工公司年产2.4万吨EVOH树脂技术升级项目环境影响评价公众参与第一次公示。
图源:川维化工公司
项目签约于2024年5月23日,总投资12亿元,建设内容包括聚合、回收、醇解等工艺装置及配套的公用工程及辅助设施。
川维化工为中国大陆首家EVOH接近工业化生产的企业,据悉公司目前拥有1套1.2万吨/年的工业化装置,若此次签约项目投产,公司EVOH总产能将达到3.6万吨/年。
环烯烃聚合物(COC)是由烯烃与环烯烃共聚或环烯烃单聚形成的具有环状烯烃结构的非结晶性透明聚合物,是一类新型热塑性工程塑料,具有高透明、高纯度、高水氧阻隔性、高耐热、高强度、低密度、优异的挤出成型与热成型性等优点,且适用于紫外线、高温等多种灭菌方式,可广泛应用于医疗、光学、包装等领域,用于光学镜头、汽车头灯、预灌封注射器等。
此前,COC的生产技术主要被日本和德国等国家的企业所掌握,国内长期依赖进口。
2024年1月底,辽宁鲁华泓锦新材料科技有限公司COC装置投产成功,生产出合格产品。
一期产品各项性能均超过预期,实现了辽宁鲁华在石化新材料研发领域的重要突破,突破了“卡脖子”材料产业化的瓶颈,提升了我国在环烯烃聚合物领域的生产技术水平,为辽宁鲁华进一步发展石化高分子新材料奠定了坚实的基础。
图源:辽宁鲁华泓锦新材料科技有限公司
该产品对标国外同类产品,根据应用领域开发了5个不同的牌号,在玻璃化转变温度、分子量及分布、密度、熔体质量流动速率、光线透过率和吸水率等技术指标已基本达到国外同类产品水平。
辽宁鲁华一期项目产能为1000吨/年。一期示范项目完成后,计划二期建设10000吨/年环烯烃聚合物生产装置。
2024年,我国在高端PE取得了不少成果。
2024年11月,天津石化首次成功生产国内熔融指数最高的聚乙烯新产品PE-L H2799D。该产品熔融指数在150克/10分钟以上,填补了国内空白,标志着天津石化在聚烯烃产品高端化和差异化发展上取得新突破。
熔融指数关系聚乙烯工艺加工性能、机械性能和产品用途。天津石化应用自主研发技术,成功产出高熔融指数聚乙烯产品。新产品具有流动性高、光泽度高、分散性能优异、加工性能优良等特点,可用于工业制蜡、树脂减黏和密封等高端新兴领域。
2024年11月26日,中国石油自主研发的茂金属催化剂PME-18圆满完成长周期工业应用,在兰州石化30万吨/年全密度聚乙烯装置稳定运行超过190个小时,累计生产茂金属聚乙烯薄膜专用料mPE1018产品近7200吨,产品合格率达100%。这标志着茂金属催化剂PME-18可实现批量生产,将有力推动中国石油高端聚烯烃业务高质量发展。
催化剂制备是生产茂金属聚乙烯的核心技术。石油化工研究院研发出茂金属催化剂PME-18,在大幅降低成本的同时,达到与国外催化剂同样的使用效果。
2024年11月29日,万华化学首套25万吨/年LDPE装置顺利实现高标准、高质量全面建成中交。资料显示,25万吨/年LDPE装置是该项目中第二套实现中交的装置,采用Basell公司的管式反应器技术,生产低密度聚乙烯(LDPE)均聚物树脂。该项目建设有助于万华强化聚烯烃产业链,填补国内高端聚烯烃产品空白。
图源:万华化学
2024年8月29日,云天化聚丙烯三元共聚新产品试产成功,开创国内首例Unipol工艺聚丙烯装置气相法生产三元共聚低热封膜料的先河,填补了该领域国内技术空白。
本次成功开发的两个聚丙烯三元共聚新产品,作为聚丙烯市场的高端产品之一,可广泛应用于食品包装蒸煮袋、复合膜、香烟包装膜、热收缩膜、金属复合膜等领域的热封操作。
2024年3月14日,苏州美创医疗科技有限公司宣布,相继投产ePTFE Tubing(膨体聚四氟乙烯管材)和ePTFE Membrane(膨体聚四氟乙烯膜材)。
图源:网络
长期以来,ePTFE材料由于生产工艺复杂,对制造设备要求高,对生产环境要求严苛,被国家部门列入为“卡脖子”医用材料。苏州美创成功实现了该材料的投产,标志着国内企业正式突破了这一难题,苏州美创也将借此打通从前端原材料到终端器械产品、从“创新链”到“产业链”的完整闭环。
ePTFE具有特殊的微孔结构,人体组织细胞、血管可在其微孔中生长并形成组织连接,连接后的组织接近自体组织。ePTFE还具有无毒、无致敏、无致癌等特性,因此被广泛应用于医疗设备、医疗器械及组织填充材料等方面。
相对于其他应用领域,医用植入级ePTFE需要具有非常强的生物相容性,不能引起植入机体的排斥,对材料多微孔结构的孔隙率以及尺寸均匀性的要求极高,因此医用植入级ePTFE材料的制造具有很高的技术壁垒。
进入2024年,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的热点新闻一波接一波。
今年7月1日,我国对航空航天、船舶等领域的超高分子量聚乙烯实施出口管制。不久后,工信部国家重点研发计划2024年度项目申报指南发布,在“先进结构与复合材料”专项特别涉及UHMWPE。
近期,伴随着天津南港10万吨/年超高分子量聚乙烯装置投产,也吸引了国内外对超高分子量聚乙烯行业的关注,截止目前,中国生产超高分子量聚乙烯原料企业产能超40万吨/年,环比2023年总产能增加40.51%,产能在短短一年内迅速提升,因此2024年是中国超高分子量聚乙烯行业内扩能高峰的一年。
中国大陆地区TPU产能已连续多年增长, 今年以来头部企业扩产尤为突出,美瑞新材10万吨和巴斯夫3.2万吨产能年初如期释放,万华化学21万吨的扩产计划一期6万吨也在今年9月份正式交付,行业集中度进一步提高。
从头部厂商新增的产线规模来看,万吨级别以上的大线占比有所提升。一方面是有稳定的细分下游客户足以支持单一牌号的消耗,另一方面也是为了保证牌号的品质、降低生产成本,以便更好的应对未来更加激烈的市场竞争。对于有原材料和生产成本优势的厂家来说,通过低价竞争来加速行业加速整合,快速度过混乱期,打造健康的行业生态,不失为一个很好的策略。
在TPU价格低位引导下,终端在TPU与PVC、橡胶等材料可替代的应用场景选择上,也会更倾向于TPU。TPU价格下沉,终端有更多的动力来扩大应用范围,也会尝试用这种材料替代原来的解决方案,开发新的应用,从而带动上游产量的增长。
结尾
从POE的国产化进程加速,到PEEK材料在尖端科技领域的广泛应用,再到共聚PC、EVOH等高性能材料的成功研发,每一项成就都彰显了中国橡塑行业的蓬勃生机与创新活力。特别是国内企业在高端聚烯烃等领域取得的显著进展,不仅填补了国内空白,更在全球市场上展现出了强大的竞争力。
在“卡脖子”技术不断被攻克的同时,我们应继续秉承创新精神,深化技术研发,推动产业升级,以期在全球橡塑市场中占据更加举足轻重的地位。未来,中国橡塑行业必将迎来更加辉煌的明天。
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