五大工程塑料

工程塑料一般是指可以作为结构材料承受机械应力，能在较宽的温度范围和较为苛刻的化学及物理环境中使用的塑料材料。工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。通用工程塑料通常是指已大规模工业化生产的、应用范围较广的5种塑料，即聚酰胺（尼龙，PA）、聚碳酸酯（聚碳，PC）、聚甲醛（POM）、聚酯（主要是PBT）及聚苯醚（PPO）。而特种工程塑料则是指性能更加优异独特，但目前大部分尚未大规模工业化生产或生产规模较小、用途相对较窄的一些塑料，如聚苯硫醚（PPS）、聚酰亚胺（PI）、聚砜（PSF）、聚醚酮（PEK）、液晶聚合物（LCP）等。工程塑料性能优良，可替代金属作结构材料，因而被广泛用于电子电气、交通运输、机械设备及日常生活用品等领域，在国民经济中的地位日益显著。国内生产发展状况我国工程塑料的技术开发工作有近40年的历史，虽已具有一定的技术基础，但无论在技术水平、生产能力及产量等方面，都与国外有着极大的差距，有个别品种（如PPO）基本上还是空白。就经营规模而言，我国工程塑料企业多为千吨级生产装置或工业化试验装置，而国外企业的年生产能力多是万吨级以上。规模和工艺水平上的巨大差异，使得国产工程塑料难以满足国内市场的需求，产品性能和价格都无法与进口产品竞争。随着我国国民经济高速发展，国内各行各业对工程塑料的需求增长很快，特别是国内新兴行业和国家支柱产业及新的增长点行业，如电子、汽车、交通运输、建筑材料、包装、医疗器械及人体器官等方面都需要大量性能优良的工程塑料，使近年来我国工程塑料的需求量突飞猛进。近几年我国工程塑料的需求增长迅速，年均增长率达到25%，尤其是PBT、尼龙、PPO的年平均增长速度都超过了25%。根据历史上几种工程塑料表观需求的变化规律，结合考虑世界规模和最新的市场动向，分别对五种通用工程塑料的需求作了预测。PBT树脂因历史上的需求变化无很好的规律可循，故以校正后的1998年的表观需求量为基础，并假定今后的需求发展与GDP的增长同步，预测了今后几年的表观需求。到2000年和2005年我国通用工程塑料的表观消费量将分别达到33.8和52.8万吨。1999到2005年的年均增长率为9.8％。2003~2004年之后聚碳酸酯的表观消费量有可能超过聚酰胺，成为我国消费量最大的通用工程塑料。预计到2005年，聚酰胺需求量为17.9万吨，聚碳酸酯为20.5万吨，聚甲醛为12.6万吨，PBT为1.19万吨，改性聚苯醚为0.66万吨。通用工程塑料分类介绍聚酰胺（PA）聚酰胺（PA）密度小、抗拉强度高、冲击韧性优异，耐磨、自润滑性好，但易吸水变形；其具有刚柔兼备的性能而赢得人们的重视，加之加工简便且效率高、比重轻（只有金属的1/7）、可以加工成各种制品来代替金属。聚酰胺在汽车工业的消费比例最大，大约每辆汽车消耗尼龙制品达3.6～4千克，其次是电子电气。其在汽车及交通运输业主要用于生产汽车零部件，其典型制品有风扇叶片、各种仪表板、汽车电器仪表、冷热空气调节阀、空气滤清器等。在电子电器方面主要用于录音机、录像机、摄像机、DVD、OA设备的机芯/骨架/支撑件等家用电器及小家电等，以及制造机床电器、泵叶轮、阀座、衬套、轴承、齿轮、传动轮以及电缆架、电缆护套，变压器骨架、固定夹、保险盒、空气开关、接插件、各种线圈骨架、各种电动工具外壳和内部构件等。目前世界PA总生产能力约为450万t/a，需求量达到350万～360万t/a，用于增塑剂占57%、醇酸树脂占17%、不饱和树脂占17%。而工程塑料所占比例较小。近年来我国改性PA发展很快，但整体生产水平低，产量少，高附加值、功能化、专用化PA品种少，难以满足市场需求，每年需大量进口。2006年，中国尼龙进出口贸易恢复平稳增势，增速较2005年明显回落。2006年用作工程塑料的尼龙在26万吨，其中PA6占65%，PA66占27%，长碳链尼龙和耐高温尼龙占8%。PA发展应立足高起点、大规模，考虑技术引进或大规模生产装置引进。今后国内PA的消费热点依旧是汽车工业，因此要有针对性地开发汽车用改性PA。由于受到来自于中国以及亚洲其他国家需求增加的推动，宇部实业公司已经宣布对位于泰国的尼龙6聚合装置进行扩能。本次扩能产能将增加5万吨，新产能将于2009年10月投入生产。宇部位于泰国的己内酰胺工厂将为新产能提供原料。宇部公司预计尼龙6切片在中国以及亚洲其他国家的年需求增长将接近10%。宇部公司的锦纶6切片主要用于工程塑料，目前的总产能为10.5万吨/年。其中位于日本的装置的产能为6万吨/年，位于泰国和西班牙的产能分别为2.5万吨/年及2万吨/年。我国目前生产的主要品种有PA6、PA66、PA1010、PA1110、PA1111等。中国神马集团是我国PA产业的龙头企业，其投资15亿元的20万t/a尼龙66盐成套项目于2005年12月开工建设，项目建成后该公司尼龙66盐的产能扩大到30万t/a，生产规模升至世界第四位。目前上海杰事杰、温州俊尔及山东兖州矿务局正在开发新型耐高温PA和长碳链PA，以替代进口。从全球来看汽车是PA的最大消费市场，PA合金和共混材料应用最多的行业也是汽车工业。几十年来，PA已成功地取代金属用作汽车内饰件、外饰件、车体和机罩下部件。中国工程尼龙的消费结构为电子电器34.8%，汽车25.1%，机械工业13%，日用五金6.5%，单丝、棕丝4%，尼龙粉末3.1%，尼龙薄膜3.6%，其它9.9%。预计今后几年随着汽车工业的飞速成展和零部件国产化进程加快，用于汽车和体育健身器材的PA会有大幅度的增长，年增长率可达15%～20%。聚碳酸酯（PC）聚碳酸酯（PC）具有突出的抗冲击性能、耐蠕变、尺寸稳定性好、耐热、介电性能优良、吸水率低、无毒，在五大工程塑料中唯一具有良好透明性，也是近年来消费增长速度最快的通用工程塑料。其虽为热塑性树脂，但既具有类似有色金属的强度，同时又兼备延展性及强韧性，它的冲击强度极高，用铁锤敲击不能被破坏，能经受住电视机荧光屏的爆炸，并且透明度又极好，并可施以任何着色；缺点是不耐溶剂，易产生应力开裂。PC广泛应用于汽车、电子/电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健、非一次性饮用水桶和食品容器等领域，其主要包括各种安全灯罩、信号灯，体育馆、体育场的透明防护板，采光玻璃，高层建筑玻璃，汽车反射镜、挡风玻璃板，飞机座舱玻璃，摩托车驾驶安全帽等。用量最大的市场是计算机、办公设备、汽车、玻璃和片材替代品，CD和DVD光盘是最有潜力的市场之一。随着改性研究的不断深入，PC正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。随着PC合金材料的研究不断进展，将给PC在宽波透光的光学器械、阻燃环保的通信电器、表面金属化的汽车部件、低残留有害物的仪器、防开裂脆化的医疗器械等领域的应用带来良好的市场前景。聚碳酸酯（PC）虽为热塑性树脂，但其既具有类似有色金属的强度，同时又兼备延展性及强韧性，它的冲击强度极高，用铁锤敲击不能被破坏，能经受住电视机荧光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又极好，并可施以任何着色。由于聚碳酸酯的上述优良性能，已被广泛用于各种安全灯罩、信号灯，体育馆、体育场的透明防护板，采光玻璃，高层建筑玻璃，汽车反射镜、挡风玻璃板，飞机座舱玻璃，摩托车驾驶安全帽。用量最大的市场是计算机、办公设备、汽车、替代玻璃和片材，CD和DVD光盘是最有潜力的市场之一。美国、西欧、日本的PC产能约占世界总产能的90%。拜耳与上海氯碱化工组建的合资企业投资5.6亿美元正在上海化学工业园建设PC装置，一期工程10万t/a于2006年二季度完工；二期将扩建至20万t/a，2007－2008年建成。帝人公司在嘉兴的5万t/aPC装置于2005年5月投产，目前已达到满负荷运转，计划2007年形成10万t/a的生产规模。旭化成在大连的项目和三菱在上海的PC项目都在实施中；蓝星公司建厂计划也在逐步落实。我国重庆长风化工厂光气法聚碳酸酯小生产装置(3000吨/年)，几年来生产情况一直不错。中蓝晨光化工研究院开发了酯交换法生产聚碳酸酯的技术，目前还只在进行扩大至万吨装置的建设。此外，国内还有一些企业与国外合作或采用国产化技术建设规模化聚碳酸酯生产装置，因此未来几年我国聚碳酸酯生产将步入新阶段，2006年国内生产能力增至约25万吨/年左右，2010将达到50～60万吨/年。针对我国聚碳酸酯潜力巨大市场，国外著名的聚碳酸酯公司不仅在我国合作建设生产装置，还在中国台湾、韩国、新加坡、泰国等国家和地区建设规模化装置，相对多装置投资是针对我国市场的。PC是工程塑料中消费增长率最高的，连续8年增长率超过了40%，未来其消费需求仍将保持15%－20%左右的高速增长。随着光盘、建材和包装市场的快速发展，2006年国内PC的消费量约在82万吨左右，2010年将达140万t。即使国内及合资企业拟建PC项目全部按计划投产，供需缺口依然很大。2006年中国PC出口18.5万吨，同比增长40.4%，进口90万吨，同比增长23.1%。从出口流向看，亚洲为中国PC出口主要集中地，占全部出口量的99%。其中，中国香港作为主要转口地成为最主要出口市场，2006年内地共向香港出口PC15.5万吨，同比增长34.5%，占全部出口量的84%。从进口来源地看，中国PC进口相对分散，国货出口复进口所占比重较大，且增长迅速。泰国、新加坡、日本、韩国和中国台湾省是中国进口PC主要产地。国货出口复进口量仅低于自泰国进口量，同比快速增长58.5%，占全部进口量的13%。中国PC进出口贸易主要集中在广东、上海和苏浙地区。其中，广东、上海、浙江为中国PC出口主要货源地，广东、上海为主要进口目的地。2006年，自广东、上海和浙江出口PC分别为10万吨、5万吨和3.3万吨，同比分别增长8.6%、169.9%、68.3%，占全部出口量的98.7%；广东、上海进口量分别为48.6万吨和22.2万吨，同比分别增长15%、49%，占全部进口量的34以上。从企业类型看，外商投资企业是中国PC进出口贸易主力军，且均保持快速增势；国有企业进出口均出现回落。2006年，外商投资企业出口PC达16.3万吨，同比增长50.6%，占同期出口总量的87.6%；进口62.9万吨，同比增长29%，占同期进口总量的70%。国有和私营企业分别出口8364吨和8568吨，同比分别增长146.4%和39.1%；进口11.5万吨和14万吨，同比分别减少0.5%和增长30%。中国聚碳酸酯消费结构大致为：电子电气（包括计算机配件）占42%，中空阳光板26%，光盘13%，饮用水桶和食品容器10%，复合材料和汽车工业等领域10%。今后几年中国原有的主要消费领域仍将继续保持高速增长势头，计算机和家用电器持续增长，该领域未来对聚碳酸酯的年均增长率约为10%～12%；铁路、公路、机场及城市建设对中空阳光板需求依然强劲，预计未来对聚碳酸酯的需求年均增长率为10%～15%；未来几年光盘对聚碳酸酯需求仍将保持20%以上高速度增长；而未来汽车工业将是主要拉动力。目前全球聚碳酸酯应用已向高功能化、专用化方向发展。聚碳酸酯生产工艺进展主要发展趋势是开发非光气合成工艺以替代目前主要合成工艺界面缩聚光气法，GE塑料和拜耳公司都开发各自的非光气法生产技术并推向工业化生产，此外旭/奇美、三菱化学/三菱瓦斯、帝人公司、LG化学公司均开发出非光气工艺技术，正在建设或计划建设非光气法聚碳酸酯装置，非光气法路线将成为未来聚碳酸酯的主要生产路线。鉴于我国聚碳酸酯生产能力和市场需求均呈现快速发展局面，其中最为关键的是加快聚碳酸酯的应用研究。首先国内生产企业应充分利用国内生产能力增加和在塑料改性及塑料合金方面积累的经验，加快聚碳酸酯合金等复合材料开发、生产及应用；其次应紧跟国际发展潮流，加快聚碳酸酯应用范围和消费领域的拓展。还要加快国产化技术产业化进程，例如我国万吨级酯交换法聚碳酸酯生产技术成为非常具有前景的绿色生产工艺，国内应多方协作推进产业化进程。另外国内生产企业应避开盲目引进和建设聚碳酸酯装置，由于国内目前技术水平与国外相比仍有较大差距，现有的中小型生产装置应