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反倾销下国内缺口仍大!特种工程塑料PPS现状概述

发布时间: 2024-09-09 07:23:42 |   作者: 产品展厅

  特种工程塑料亦称高性能聚合物,一般均为根据特殊用途需求而研制,与通用工程塑料相比具有独特、优异的物理性能,经常使用温度在150℃以上。特种工程塑料包括聚苯硫醚(PPS),聚醚醚酮(PEEK),聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI),聚芳酯(PAR),液晶聚合物(LCP)。

  因特种工程塑料的难燃性,高热稳定性,机械强度高,电性能优良,已大范围的应用于电子、汽车、航空航天、精密器械,5G通信等高新技术行业。特种工程塑料在智能服装,智能医疗等领域也具有广大的应用潜能。

  聚苯硫醚(PPS)是一种重要的半结晶性的热塑性树脂。PPS 分子主链由苯环和硫原子交替连接形成,没有侧链,因此具备比较好的链对称性和规整性,从而使其具备比较好的结晶能力。主链上刚性结构的苯环,使得其分子链比较刚性,玻璃化转变温度在85℃左右,蠕变量较低,弹性模量高。

  PPS分子结构中含有高度稳定的化学键,形成一个具有热稳定性的晶体点阵,使其对热降解和化学反应均具备极高的分子稳定性,PPS的热变形温度一般大于260℃,可在180~220℃温度范围使用。

  此外PPS的电性能十分突出,与其它工程材料相比,其介电常数与介电耗损角成切值都比较低,并且在较大的频率、温度及温度范围内变化不大;此外还具有高刚性、尺寸稳定性、加工性能好等特点。由于刚性较高,一定要通过添加填料或者共聚改性等方式提高韧性或抗冲击强度。

  聚苯硫醚(PPS)有很多种合成方法,如:Phillips法,硫磺溶液法,氧化聚合法,对卤代苯硫酚熔融或溶液缩聚法,硫化氢法等等。以下介绍三种方法:

  该方法是世界上工业化生产PPS最早的方法,也是目前最主要的工业化生产方法之一。是使用基本等摩尔比的对二氯苯和无水硫化钠,在极性有机溶剂中,通过氮气保护下在170-350℃,压力为6.87MPa下进行聚合,通过缩合反应生成线性聚苯硫醚的溶液缩聚法。常用的极性有机溶液包括酰胺类,内酰胺类和砜类化合物等。

  由四川大学陈永荣教授团队研发。将对二氯苯和硫磺在六甲基磷酰三胺或N-甲基吡咯烷酮中于175-250℃温度范围内,在常压下发生缩聚反应生成PPS。反应为两步进行,先是硫磺在极性有机溶剂中于还原剂及助剂反应被还原为S2-,之后S2-与对二氯苯进行常压聚合。

  该方法避免了硫化钠在储存中存在的氧化,吸潮等问题,同时省去了硫化钠法的脱水步骤,缩短了生产周期,降低能耗。硫磺法也是目前最主要的工业化生产方法之一。

  由早稻田大学E.Tsuchida和K.Yamamoto提出,被称为划时代的制造方法。采用二苯基二硫化物,以氧气为氧化剂,路易斯酸为催化剂,常温常压条件下反应制得PPS。

  该方法产率接近100%,反应条件温和,产品为完全得线性直链结构。但是制备的PPS分子量不够高,产物结构还存在少量双硫键,还不可以进行工业化生产。

  聚苯硫醚用量的80%以上是通过于增强纤维或填料制成的复合增强改性材料来实现的,除此之外,也可将聚苯硫醚与其他高聚物进行共混改性制备聚苯硫醚,提高其韧性,抗冲击强度,以扩展其用途。

  目前主要的品种有PPS/PA(聚酰胺)、PPS/PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯)以及PPS/PTFE (聚四氟乙烯)等。PPS塑料在汽车行业用量大,能够适用于生产汽车制动装置、导向系统、灯座、散热器零件等零部件的生产。PPS塑料用于电子电气行业也相当广泛,常用来制造电气插座、继电器、电子仪表盘、,电容器保护罩;也可用来制造微电子零件,如电容器、电阻器等;也可用于家电产品零件,如熨斗、电锅、微波炉的零部件。

  将薄膜级PPS熔体进行挤出成型,形成0.1-2mm厚度的片材,再经双向拉伸定型得到厚度1-100μm的聚苯硫醚薄膜。PPS薄膜因其优异的绝缘性,大多数都用在电气在允许电压下不导电的材料,电子部件,可提升机器的效率。在5G通信方面,PPS薄膜应用在柔性印刷电路中将减少通信设施在高频段的传输损耗。其次,它将有利于稳定温度和湿度范围区间的高速通信,能够为5G提供快速数据传输速率。

  PPS纤维主要作为特种功能过滤材料, 大多数都用在火力发电厂、燃煤锅炉、垃圾焚烧炉以及取暖燃煤锅炉粉尘滤袋的过滤织物。另外, 还可用作干燥机用帆布、缝纫线、各种防护布以及防雾材料, 耐辐射材料,高温阻燃防护服等。PPS纤维可以制成超细旦PPS纤维,以提高过滤料的过滤精度和过滤性能,也可以对PPS进行改性或者与聚酰胺,炭黑等材料来共混纺丝,来提高PPS纤维的韧性,耐磨性和使用寿命。

  目前PPS的生产公司主要分布在中国、日本、美国、德国等国家。而日本和美国的PPS总产能占全球的60%以上。日本的Toray东丽公司,Kureha吴羽化学公司,DIC公司和美国的Phillips菲利浦公司在研发PPS技术方面有四十年以上的经验,PPS产品品种类型丰富,生产规模庞大,产品质量高。

  2020年,中国对PPS的需求量为6.35万吨,占全球一半左右,并且需求量逐年递增。但是2020年国内PPS产量为5.89万吨,不能够满足庞大需求,而且国内很多PPS产品依赖进口。根本原因是国产PPS质量也略低于日本和美国产的PPS,并且对某些PPS产品,国内大部分企业没办法生产,很多工艺技术仍是处于探索中。

  伴随着“自2020年12月1日起,我国对原产于日本、美国、韩国和马来西亚的进口PPS征收反倾销税,实施期限为5年”反倾销政策的出台,为我国PPS厂商创造了发展机会,有利于促进国产PPS产销量及价格提升,加快PPS的国产化替代进程。但是实施PPS反倾销以来,仍然有副牌PPS以不同方式进入到国内,国内改性企业在品牌及成本方面竞争优势较弱。

  因此我国还需要加强对PPS产品品种类型的研发,实现PPS的差异化生产,同时需要找出最优的生产的基本工艺。我国PPS生产公司能够对东丽公司,菲利浦公司的相关专利做多元化的分析和比较,找出与其生产的基本工艺上的差距,并进行设备和工艺路线的改进与优化,以降低我国企业的生产所带来的成本、提升产品性能、开发出高性能和专用性的新产品,提高自身的市场竞争力。

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