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國內外聚酰亞胺薄膜的比較

聚酰亞胺的市場和技術分析

2007年全球聚酰亞胺(PI)年消費量約為6萬噸,美國、日本和歐洲是全球最重要的PI消費市場。2007年美國、日本和歐洲的聚酰亞胺消費量分別約為654.38+0.8萬噸、654.38+0.6萬噸和0.7萬噸。專家預測,全球對聚酰亞胺的需求將以每年6%的速度增長,到2012年總消費量將達到8萬噸左右。

2007年全球聚酰亞胺(PI)年消費量約為6萬噸,美國、歐洲和日本是全球最重要的PI消費市場。2007年美國、歐洲和日本的聚酰亞胺消費量分別約為654.38+0.8萬噸、654.38+0.6萬噸和0.7萬噸。

專家預測,全球對聚酰亞胺的需求將以每年6%的速度增長,到2012年總消費量將達到8萬噸左右。

PI是綜合性能最好的有機高分子材料之壹,已廣泛應用於航空、航天、微電子、納米技術、液晶、分離膜、激光等領域。聚酰亞胺的研究、開發和利用被各國列為21世紀最有前途的工程塑料之壹。由於聚酰亞胺在性能和合成化學方面的特點,聚酰亞胺也被廣泛使用。聚酰亞胺有幾十種,包括工程塑料、纖維、薄膜、先進復合材料、泡沫塑料、粘合劑、分離膜、液晶顯示用取向劑等。

目前,不同國家和地區聚酰亞胺的消費構成不同。美國的主要消費領域是塑料,約占消費量的80%。歐洲的主要消費領域是漆包線漆,占消費量的70% ~ 80%;日本的主要消費領域是薄膜和塑料,約占總消費量的95%。

高端纖維市場潛力巨大。

在眾多種類的特種工程塑料中,聚酰亞胺因其優越的耐高溫性和拉伸強度而相對昂貴。但如果在性能要求不高的領域用PI替代其他材料,還是有壹定困難的。

據不完全統計,目前世界上主要的聚酰亞胺生產企業約有50家,包括美國杜邦公司、日本三井東亞公司、日本宇部公司等。

據了解,與聚酰亞胺纖維競爭的主要纖維品種有PTFE(聚四氟乙烯)、PPS(聚苯硫醚)、玻璃纖維和Nomex(芳綸纖維)。由於每種纖維的性能不同,應用領域和應用環境也不同,但從相關性能來看,PI纖維具有明顯的競爭優勢。

高溫濾料主要用於環保行業的袋式除塵領域,與鋼鐵、冶金、水泥、化工、電力、垃圾焚燒爐等密切相關。布袋除塵取代電除塵是大勢所趨。

隨著國家對環境保護的日益重視,政府和民間資本在這壹領域的投入越來越多,環保產業也因此呈現出高速發展的態勢。與2008年相比,2009年高溫過濾材料大幅增長,尤其是高端產品發展迅速。2008年,我國過濾介質總產量中,低端過濾介質約占40%,中端過濾介質約占40%,高端過濾介質約占20%,未來發展空間巨大。

電影市場將繼續高速增長。

在中國,90%以上的PI產品都是膠片。到2009年,Pl膜的規模已經達到4700噸/年左右,年產2000-3000噸的廠家有40多家。國內企業90%以上采用普通流延法,產品低端,主要用於絕緣材料和撓性覆銅板(FCCL)兩大領域。

目前,我國90%以上的Pl薄膜用於絕緣材料領域,年消耗量為2000-3000噸。應用領域包括機車、電機、核電設備絕緣、高溫電線電纜、揚聲器音圈骨架、電磁線、耐高溫導體、高溫壓敏膠帶、絕緣復合材料等。,而且對PI膜的質量要求不高。

撓性覆銅板是撓性印制電路板(FPC)的主要材料,廣泛應用於電子工業、汽車工業、信息工業和各種國防工業。在該領域,聚酰亞胺薄膜主要用作絕緣基膜,也可用作FPC高溫膠帶。家電下鄉、3G通信、信息家電和汽車電子的快速增長成為推動FCCL市場發展的動力。

然而,我國FCCL領域使用的聚酰亞胺薄膜85%以上是進口的,年進口量為800~900噸。國內只有飄洋華晶、江陰天華科技、無錫高拓、山東萬達微電子材料公司能生產。

以電子領域的12.5nmPI雙軸拉伸薄膜為例。中國企業最高報價約為每公斤1500元,壹般報價只要幾百元,而日本杜邦、宇部株式會社報價都在3000元以上。在保溫材料領域,國產PI膜價格壹般為每公斤10 ~ 30元,而進口產品價格為1800~3000元。

隨著中國電子行業的快速發展,預計未來幾年中國PI薄膜市場將以年均12%以上的速度增長,2013年中國對PI薄膜的需求將達到5000噸左右。

產能不足,成本高

聚酰亞胺的種類和形態很多,合成方法也很多,可以根據各種應用目的進行選擇。合成中的這種靈活性對於其它聚合物材料也是困難的。

從歷史文獻的研究來看,由於聚酰亞胺在各國的詳細情況有限,成本數據並不透明。從深圳惠誠的相關資料可以看出,聚酰亞胺的原料主要有二酐、二胺、異構二酐、二甲基乙酰胺、去離子水等。

其中,目前,均苯四甲酸二酐(PMDA)多由均苯四甲酸二酐以釩鈦氧化物為催化劑生產。雖然國內有幾家PMDA制造商,但它們的產能不足1萬噸。市場缺口仍需進口,順酐生產主要集中在杜邦、赫斯特等少數大公司。據了解,目前國內PMDA報價在52000-56000元/噸不等,而壹噸聚酰亞胺的原料在0.5噸左右。

二胺是二苯醚二胺(ODA),主要用作聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、環氧樹脂的原料和交聯劑。目前國內ODA產量較少,壹年約1萬噸,價格約7.8萬元/噸。

此外,同分異構的二酐還包括同分異構的BP-DA、同分異構的ODPA、同分異構的TDPA等。二甲基乙酰胺(DMAC)是壹種無色透明的易燃液體,主要用作耐熱合成纖維、塑料薄膜、塗料、醫藥和丙烯腈紡絲的溶劑。目前市場價格為654.38+0.08萬元/噸。

根據以上單項成本估算,每噸聚酰亞胺成本約為8萬元/噸。

新的生產技術被成功引進。

聚酰亞胺產品可用於汽車和飛機發動機、通訊儀器、工程機械、工業機械、商業設備、電子電器和微電子、分析和醫療設備、傳動和紡織設備等領域。

由於其價格較高,在壹些應用領域仍有擠出效應。長春應用化學研究所開發的聚酰亞胺及其制品合成新工藝,改變了聚酰亞胺的傳統合成方法,為氯代苯酐合成聚酰亞胺開辟了新的反應途徑。綜合計算,新工藝可降低聚酰亞胺生產成本30%以上。

目前僅美國通用電氣(GE)公司使用硝基鄰苯二甲酰亞胺為原料生產聚醚酰亞胺,規模已達萬噸。然而,由硝基鄰苯二甲酰亞胺生產聚醚酰亞胺的路線中存在大量廢酸,而且由於使用有機溶劑進行提純,直接法合成聚酰亞胺比較困難。副產物為亞硝酸鈉,不利於反應,汙染環境,不能產生聯苯二酐。而采用氯代鄰苯二甲酸酐路線可以克服所有這些缺點,因此可以認為氯代鄰苯二甲酸酐路線是目前世界上最先進、最經濟的生產聚酰亞胺的路線。

聚酰亞胺的定義

聚酰亞胺是壹種分子結構中帶有酰亞胺基團的芳香族雜環聚合物,英文名為PI,可分為均聚苯PI、可溶性PI、聚酰胺酰亞胺(PAI)和聚醚酰亞胺(PEI)四大類。PI是綜合性能最好的有機高分子材料之壹,耐高溫400℃以上,長期使用溫度範圍-200℃~300℃,無明顯熔點,絕緣性能高。此外,PI作為壹種特殊的工程材料,已廣泛應用於航空、航天、微電子、納米技術、液晶、分離膜、激光等領域,各國都在把聚酰亞胺的研究、開發和利用列為21世紀最有前途的工程塑料之壹。

聚酰亞胺性能

聚酰亞胺樹脂的綜合性能優異。具有耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫、耐磨、耐沖擊、低密度、低噪音、使用壽命長的特點。

聚酰亞胺類型

由於聚酰亞胺在性能和合成化學上的特點,其應用也非常廣泛,聚酰亞胺的形式也達到10種。但我們主要分析五種形態:工程塑料、纖維、薄膜、先進復合材料、泡沫塑料。其他形式包括泡沫塑料、粘合劑、分離膜、液晶顯示器的取向劑等。

主要產品

工程塑料:工程塑料分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。熱塑性聚酰亞胺材料因其不熔化的特性而被廣泛用作高性能材料。熱固性工程塑料兼具優異的加工性能和高性能。其中聚酰亞胺特種工程塑料具有較高的玻璃化轉變溫度(243℃)和熔點(334℃),載荷熱變形溫度高達316℃,可在250℃下長期使用。PI樹脂不僅具有比其他耐高溫塑料更好的耐熱性,而且具有高強度、高模量、高斷裂韌性和優異的尺寸穩定性。

纖維:聚酰亞胺纖維又稱芳綸纖維,分為普通耐熱性和高強度兩大類。前者用於高溫介質、主電纜護套、消防服等過濾材料。後者的力學性能可達到碳纖維的水平,是先進復合材料的增強劑,也可用於防彈衣和其他防護盾。目前,它被廣泛而迫切地用於制造高溫過濾材料。其中,國內市場廣泛使用的袋式除塵裝置的核心關鍵——耐高溫濾料,底部廣泛使用PPS纖維,高端聚酰亞胺纖維全部進口。

薄膜:1961年,杜邦首次生產出PI薄膜。目前世界上PI薄膜的生產技術主要集中在三大廠商:美國杜邦公司、日本宇部公司和日本中原化工。

先進復合材料:聚酰亞胺復合材料是最耐熱的樹脂基復合材料,主要用於航空航天等。

泡沫:聚酰亞胺泡沫是聚合物中熱穩定性最好的泡沫材料之壹。可長時間承受250℃~300℃的溫度,短時間承受400℃~500℃的高溫。自20世紀70年代研制成功以來,已有近40年的歷史。聚酰亞胺泡沫按結構可分為熱固性聚酰亞胺泡沫和熱塑性聚酰亞胺泡沫。

從全球範圍來看,只有奧地利Evonic公司掌握了聚酰亞胺的核心技術,並實現了產業化。而且公司采用二酐和二胺合成聚酰亞胺的工藝與Evonic相比,成本更低,技術的排他性、市場競爭的不充分性和集成度使得公司稀缺。