我國(guó)的聚酰亞胺技術(shù)發(fā)展相對(duì)日本、美國(guó)要滯后一些,高性能聚酰亞胺膜、碳纖維和芳綸纖維一起,被認(rèn)為是目前制約我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸性關(guān)鍵高分子材料。
應(yīng)用:“21世紀(jì)最有希望的工程塑料”不是浪得虛名
聚酰亞胺是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)(-CO-N-CO-)的聚合物。其具有優(yōu)良的耐熱性能、耐低溫性能、耐稀酸性、機(jī)械性能、介電性能和低熱膨脹系數(shù)、高耐輻射性能、自熄阻燃性能、無(wú)毒的特點(diǎn)。
目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)方法包括:溶液縮聚法、界面縮聚法、熔融縮聚法和氣相沉積法。其中,由美國(guó)杜邦公司在60年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的兩步法溶液縮聚是目前應(yīng)用最廣泛的生產(chǎn)工藝。
由此加工制成的PI薄膜、耐高溫工程塑料、復(fù)合材料用基體樹(shù)脂、耐高溫黏結(jié)劑、纖維和泡沫等多種形式材料,因此在許多高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價(jià)值。表1為聚酰亞胺的主要產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域。
表1 聚酰亞胺的主要產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域
研發(fā):國(guó)內(nèi)主要聚焦薄膜和纖維領(lǐng)域,企業(yè)研發(fā)力量相對(duì)薄弱
我國(guó)聚酰亞胺的研究始于1962年,1963年漆包線(xiàn)問(wèn)世,1966年后,薄膜、塑料、膠粘劑相繼研發(fā)出來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì), 目前聚酰亞胺的研發(fā)單位約20多家。表2為國(guó)內(nèi)主要聚酰亞胺研發(fā)單位及研究領(lǐng)域。
表2 國(guó)內(nèi)聚酰亞胺主要研發(fā)單位及研究領(lǐng)域
根據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局截止2017年的專(zhuān)利統(tǒng)計(jì),我國(guó)在6種常見(jiàn)的聚酰亞胺產(chǎn)品中薄膜和纖維的申請(qǐng)量最大,而模塑品、涂料、膠黏劑和微孔材料領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)量較小。
這說(shuō)明我國(guó)對(duì)聚酰亞胺的研究主要集中在聚酰亞胺薄膜和纖維領(lǐng)域,圖1是我國(guó)聚酰亞胺專(zhuān)利申請(qǐng)量及分布。值得關(guān)注的是,不論是薄膜還是纖維,國(guó)外的專(zhuān)利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)集中在杜邦、巴斯夫、東麗、宇部這樣的化工企業(yè),而國(guó)內(nèi)主要集中在中科院、東華大學(xué)、北京化工大學(xué)等科研院所,這也反映出我國(guó)企業(yè)研發(fā)力量薄弱,并且在科技成果轉(zhuǎn)化與商業(yè)利用方面仍然不成熟。
業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為:我國(guó)針對(duì)聚酰亞胺技術(shù)研發(fā)起步較晚,還處于模仿國(guó)外研發(fā)的階段,所申請(qǐng)的專(zhuān)利不能對(duì)國(guó)外企業(yè)構(gòu)成有效威脅,目前也沒(méi)有形成一家龍頭企業(yè)。
圖1 我國(guó)聚酰亞胺專(zhuān)利截止2017年的申請(qǐng)量及分布
生產(chǎn):國(guó)內(nèi)以百?lài)嵓?jí)裝置為主 產(chǎn)能規(guī)模小
我國(guó)聚酰亞胺企業(yè)整體產(chǎn)能規(guī)模較小,以百?lài)嵓?jí)裝置為主,主要生產(chǎn)者有:上海合成樹(shù)脂研究所、西北化工研究院、吉林高琦、長(zhǎng)春應(yīng)化、常州廣成、江蘇奧神、君華科技等30多家單位。每年聚酰亞胺總生產(chǎn)能力超過(guò)3000噸。
產(chǎn)品類(lèi)別包括:均苯型、偏酐型、聯(lián)苯二酐型、雙酚A 二酐型、單醚酐型、酮酐型等聚酰亞胺。有6家企業(yè)的聚酰亞胺薄膜出口國(guó)外,幾乎采用的都是雙向拉伸法,裝置多為百?lài)嵓?jí),其他品類(lèi)的產(chǎn)量估計(jì)不到十噸,僅為美國(guó)的千分之一,并且價(jià)格昂貴。
而杜邦、東麗、宇部、鐘淵、SKC等國(guó)外企業(yè)的產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到2640、2520、2020、3200、2740噸,單獨(dú)一家國(guó)外企業(yè)的產(chǎn)能基本上可以達(dá)到我國(guó)產(chǎn)能之和。
市場(chǎng):國(guó)外寡頭壟斷現(xiàn)象凸顯
目前,杜邦、東麗、鐘淵、宇部、SKC和達(dá)邁是全球最主要的聚酰亞胺生產(chǎn)企業(yè),除了***達(dá)邁,其余都在國(guó)外。其中杜邦、東麗、鐘淵和宇部4家企業(yè)占全球聚酰亞胺市場(chǎng)銷(xiāo)售總額的70%左右,中國(guó)市場(chǎng)的消費(fèi)量為2.73萬(wàn)噸,近幾年的增速保持在6%左右。
聚酰亞胺薄膜屬于高技術(shù)壁壘行業(yè),國(guó)內(nèi)高端聚酰亞胺薄膜約85%依賴(lài)進(jìn)口。而該領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模占比最大,且利潤(rùn)率非常高。目前,電子級(jí)以下聚酰亞胺薄膜已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自給自足,電子級(jí)及以上聚酰亞胺薄膜市場(chǎng)仍主要由海外公司瓜分。
未來(lái),隨著FCCL覆銅板市場(chǎng)保持高增速,以及OLED 快速普及對(duì)柔性襯底需求的提升,高端電子級(jí)聚酰亞胺薄膜市場(chǎng)將處于快速擴(kuò)張期。
用于高溫除塵的聚酰亞胺纖維的國(guó)內(nèi)市場(chǎng),高端產(chǎn)品全部被奧地利贏創(chuàng)所壟斷。其在我國(guó)的年銷(xiāo)售量為200噸左右。
在耐高溫的聚酰亞胺工程塑料和涂料市場(chǎng),國(guó)內(nèi)企業(yè)也無(wú)法立足,基本被比利時(shí)索爾維等國(guó)外寡頭壟斷。
與美國(guó)和日本相比,我國(guó)目前的聚酰亞胺樹(shù)脂市場(chǎng)容量較小,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品價(jià)格和成本較高,產(chǎn)品品質(zhì)也有一定差距。
由于技術(shù)門(mén)檻低加上價(jià)格優(yōu)勢(shì),我國(guó)電絕緣薄膜市場(chǎng)基本上由國(guó)內(nèi)產(chǎn)品所占領(lǐng),而且國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始向國(guó)外出口產(chǎn)品,如西北化工研究院每年向歐洲出口數(shù)十噸雙馬來(lái)亞酰胺,上海合成樹(shù)脂研究所等每年也有少量產(chǎn)品出口。
投產(chǎn):可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代的聚酰亞胺薄膜是“香餑餑”
由于巨大的市場(chǎng)空間和良好的發(fā)展前景,國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)不能接受?chē)?guó)外寡頭對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的壟斷,紛紛投資,擴(kuò)大產(chǎn)能,投資總額達(dá)到千億級(jí)別。其中,聚酰亞胺薄膜仍然是投資的“香餑餑”,根據(jù)公開(kāi)資料整理,近九年的主要投資項(xiàng)目如表3所示,薄膜的投產(chǎn)總量高居榜首,達(dá)到15萬(wàn)噸左右,其次是纖維、樹(shù)脂、復(fù)合材料等項(xiàng)目。
表3 近幾年我國(guó)企業(yè)的聚酰亞胺投產(chǎn)項(xiàng)目
結(jié)語(yǔ)
聚酰亞胺都被認(rèn)為是21世紀(jì)最有希望的工程塑料之一,具有廣闊的應(yīng)用前景。而我國(guó)的聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)日本、美國(guó)要滯后一些,雖然有中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所牽頭,但國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)力量相對(duì)薄弱,總體技術(shù)起步較晚還處于模仿國(guó)外研發(fā)的階段。
國(guó)內(nèi)聚酰亞胺企業(yè)整體產(chǎn)能規(guī)模較小,以百?lài)嵓?jí)裝置為主,產(chǎn)量和國(guó)外寡頭企業(yè)差距非常大。所以,聚酰亞胺大類(lèi)別和高端產(chǎn)品被國(guó)外企業(yè)壟斷,嚴(yán)重制約了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,近幾年,國(guó)內(nèi)針對(duì)聚酰亞胺項(xiàng)目的投資規(guī)模已經(jīng)達(dá)到千億級(jí)別,相信在不久的將來(lái),我國(guó)聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)一定會(huì)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
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原文標(biāo)題:我國(guó)聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展為什么比日本、美國(guó)要滯后一些
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