两大化工新材料巨头,扩产聚酰亚胺和聚砜!

科技   2024-11-23 03:09   浙江  



【DT新材料】获悉,近日,化工巨头苏威SABIC分别宣布了扩产的消息

1、苏威增加25%聚砜产能

11月21日,苏威公告,公司位于美国Marietta工厂的Udel®聚砜产能实现了25%以上的扩张,产品主要用于医疗健康、水处理和氢能等能源领域。该扩张计划由苏威于2022年宣布。

目前已商品化且较为成熟的聚砜树脂有三类:双酚A型聚砜、聚亚苯基砜和聚醚砜,广泛应用在医疗器械、机械工业、交通运输、电子电气等领域。其中苏威本次扩产的Udel®聚砜便是双酚A型聚砜。

(1)双酚A型聚砜

双酚A型聚砜可由双酚A和4,4'-二氯二苯砜通过成盐、缩聚进行合成,碱的选用和工序的不同使合成方法分为一步法和两步法。两步法先以水为溶剂,双酚A与氢氧化钠先反应生成钠盐,与共沸剂共沸脱水后再加入溶剂和4,4'-二氯二苯砜,使其缩聚:一步法所用的碱为碳酸钾,可将全部原料同时加入,无需单独的脱水步骤,有利于简化工序,减少反应时间。工业上常用的是两步法。三种聚砜中双酚A型聚砜的绝缘性能最佳,但热学性能不及另外两种,其热变形温度为174℃左右。


(2)聚亚苯基砜


聚亚苯基砜可由与双酚A型聚砜相似的合成工艺制备,所用的砜类单体为4,4'-联苯二酚。聚亚苯基砜的分子链中含有大量的联苯基,故而热学性能比双酚A型聚砜更好,可在180℃的环境下长期使用。但是由于分子链的刚性过大使韧性较低且聚亚苯基砜树脂熔融后的黏度大,熔融加工受到影响。


(3)聚醚砜


合成聚醚砜的方法较多,有熔融脱盐法、溶液脱盐法、脱氯化氢法等。其中熔融脱盐法是在高温真空下先合成4-氯-4'-羟基二苯砜盐,再自缩聚制得聚醚砜;溶液脱盐法可分为单酚脱盐和双酚脱盐法,前者是将4,4'-二氯二苯砜与碱反应生成单氯酚盐,冉升温自缩聚,后者是双酚S与碱反应生成双酚S盐,再升温与二氯二苯砜缩聚。聚醚砜的刚性适中,兼具了双酚A型聚砜和聚亚苯基砜的优势,电学、力学、热学性能均优异,综合性能突出。同样可在180℃的环境下长期使用,且加工性能极好,可按照常规热塑加工技术进行加工。


从全球市场来看,目前聚砜树脂的主要产能集中在国外的几家大型企业,如德国巴斯夫、比利时苏威、日本住友,尤其是巴斯夫和苏威,两家企业2020年产能就分别达到了3.3万吨和2.5万吨,同时这两大品牌占据了中国聚砜市场八成以上的市场份额。


近年来,国内企业也在加速布局聚砜材料,相关企业及产能如下所示(包含在建产能):沃特股份(1万吨)清研高分子(1万吨)优巨新材(6000吨)浩然特塑(5800吨)金发科技(7000吨)万华化学(1500吨)金海新能源(5000吨)等。


值得指出的是,由于近几年全球氢能的火热,聚砜在氢能领域的应用受到了广泛的关注,尤其是电解槽和高温燃料电池领域。这也正是苏威扩产的聚砜材料的主要应用场景之一。


在电解槽领域,聚砜可用于碱性电解槽隔膜材料,聚醚砜则可用于AEM电解槽隔膜材料。其中碱性电解槽国内外存在主流路线的差异,国外较多企业采用方形常压电解槽,如旭化成Thyssenkrupp等,其中隔膜主要采用聚砜作为基材的复合隔膜,较为典型的便是Agfa的Zirfon复合隔膜。而国内则以圆形带压电解槽为主,其中隔膜主要采用PPS材料,国内电解槽路线若在不对应改变结构设计和其他材料的选择,单纯采用聚砜基复合隔膜容易出现改性亲水材料脱落等问题。但目前国内受电解制氢项目示范情况影响,布局方形常压碱槽的企业快速增多。同时布局复合隔膜的企业也快速增长,如宁波中科氢易、碳能科技等。


2、SABIC新加坡ULTEM™树脂新工厂投运


近日,SABIC宣布,其在新加坡投资1.7亿美元建造的ULTEM™树脂生产厂正式启用。这家新工厂是SABIC在该地区开设的首个生产高性能热塑性ULTEM树脂的先进特种化学品制造工厂,以助力SABIC顺利实现将全球ULTEM特种树脂产能提升50%以上的目标。



PEI相较于其他的聚酰亚胺材料,这种新型的热塑性聚酰亚胺不仅价格更低,而且使用量较大。因其优异的热稳定性、介电特性、机械特性、化学稳定性、耐辐射性、溶剂耐受性,在航空航天、工业机械、汽车制造及5G通讯等领域广泛应用。


PEI聚合所需单体包括二酐和二胺两种类型。其主链单元主要是以双酚A二酐(BPADA)及4,4'-二胺基二苯醚(ODA)构成。其中二胺单体制备技术普遍成熟,合格的BPADA是决定PEI聚合最终能否成功实现的关键因素。BPADA单体聚合的核心环节是采用硝基置换。


SABIC的BPADA制备路线主要包括四个阶段,分别是:酰亚胺化反应;硝化反应;硝基置换;二酐单体合成。而国内路线在主链加入醚键的过程中,则是采用了不同的催化剂和溶剂,在二酐工艺环节,选择了先生成钠盐,然后进行酸化、脱水,最终得到二酐单体,此过程收得率低,反应时间长。


目前,全球PEI产能主要集中在美日德等国的化工巨头手上,主要的生产厂家有SABIC美国安特普RTP德国恩欣格公司日本三井化学,约90%的市场被此四家企业所占据。全球聚醚酰亚胺最大的市场在北美,占大约50%的市场份额,其次是欧洲,占大约40的份额。


2014年,全球聚酰亚胺年消费量约9.3万t,直接经济产值810亿元左右。工程塑料是美国的主要消费领域,欧洲则以漆包线为主,而日本则以薄膜为主。目前,中国消费市场对聚醚酰亚胺的需求量约1万吨,且一直稳定上升中,其中国内自给仅能满足不到百吨。



说明:本文部分素材来自于SABIC、苏威及网络公开信息,由作者重新编写,系作者个人观点,本平台发布仅为了传达一种不同观点,不代表对该观点赞同或支持。如果有任何问题,请联系我们:18094560191(微信同号)   



DT新材料
新材料产业一站式科技服务平台(行业媒体、产业研究、成果转化、投融资)
 最新文章