我國的聚酰亞胺技術發展相對日本、美國要滯后一些,高性能聚酰亞胺膜、碳纖維和芳綸纖維一起,被認為是目前制約我國高技術產業發展的三大瓶頸性關鍵高分子材料。
應用:“21世紀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(-CO-N-CO-)的聚合物。其具有優良的耐熱性能、耐低溫性能、耐稀酸性、機械性能、介電性能和低熱膨脹系數、高耐輻射性能、自熄阻燃性能、無毒的特點。
目前已經產業化的生產方法包括:溶液縮聚法、界面縮聚法、熔融縮聚法和氣相沉積法。其中,由美國杜邦公司在60年代開發出來的兩步法溶液縮聚是目前應用最廣泛的生產工藝。
由此加工制成的PI薄膜、耐高溫工程塑料、復合材料用基體樹脂、耐高溫黏結劑、纖維和泡沫等多種形式材料,因此在許多高新技術領域具有廣闊的應用前景和巨大的商業價值。表1為聚酰亞胺的主要產品及應用領域。
表1 聚酰亞胺的主要產品及應用領域
研發:國內主要聚焦薄膜和纖維領域,企業研發力量相對薄弱
我國聚酰亞胺的研究始于1962年,1963年漆包線問世,1966年后,薄膜、塑料、膠粘劑相繼研發出來。據統計, 目前聚酰亞胺的研發單位約20多家。表2為國內主要聚酰亞胺研發單位及研究領域。
表2 國內聚酰亞胺主要研發單位及研究領域
根據國家知識產權局截止2017年的專利統計,我國在6種常見的聚酰亞胺產品中薄膜和纖維的申請量最大,而模塑品、涂料、膠黏劑和微孔材料領域的專利申請量較小。
這說明我國對聚酰亞胺的研究主要集中在聚酰亞胺薄膜和纖維領域,圖1是我國聚酰亞胺專利申請量及分布。值得關注的是,不論是薄膜還是纖維,國外的專利申請機構集中在杜邦、巴斯夫、東麗、宇部這樣的化工企業,而國內主要集中在中科院、東華大學、北京化工大學等科研院所,這也反映出我國企業研發力量薄弱,并且在科技成果轉化與商業利用方面仍然不成熟。
業內專家認為:我國針對聚酰亞胺技術研發起步較晚,還處于模仿國外研發的階段,所申請的專利不能對國外企業構成有效威脅,目前也沒有形成一家龍頭企業。
圖1 我國聚酰亞胺專利截止2017年的申請量及分布
生產:國內以百噸級裝置為主 產能規模小
我國聚酰亞胺企業整體產能規模較小,以百噸級裝置為主,主要生產者有:上海合成樹脂研究所、西北化工研究院、吉林高琦、長春應化、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能力超過3000噸。
產品類別包括:均苯型、偏酐型、聯苯二酐型、雙酚A 二酐型、單醚酐型、酮酐型等聚酰亞胺。有6家企業的聚酰亞胺薄膜出口國外,幾乎采用的都是雙向拉伸法,裝置多為百噸級,其他品類的產量估計不到十噸,僅為美國的千分之一,并且價格昂貴。
而杜邦、東麗、宇部、鐘淵、SKC等國外企業的產能已經達到2640、2520、2020、3200、2740噸,單獨一家國外企業的產能基本上可以達到我國產能之和。
市場:國外寡頭壟斷現象凸顯
目前,杜邦、東麗、鐘淵、宇部、SKC和達邁是全球最主要的聚酰亞胺生產企業,除了***達邁,其余都在國外。其中杜邦、東麗、鐘淵和宇部4家企業占全球聚酰亞胺市場銷售總額的70%左右,中國市場的消費量為2.73萬噸,近幾年的增速保持在6%左右。
聚酰亞胺薄膜屬于高技術壁壘行業,國內高端聚酰亞胺薄膜約85%依賴進口。而該領域的市場規模占比最大,且利潤率非常高。目前,電子級以下聚酰亞胺薄膜已實現國產自給自足,電子級及以上聚酰亞胺薄膜市場仍主要由海外公司瓜分。
未來,隨著FCCL覆銅板市場保持高增速,以及OLED 快速普及對柔性襯底需求的提升,高端電子級聚酰亞胺薄膜市場將處于快速擴張期。
用于高溫除塵的聚酰亞胺纖維的國內市場,高端產品全部被奧地利贏創所壟斷。其在我國的年銷售量為200噸左右。
在耐高溫的聚酰亞胺工程塑料和涂料市場,國內企業也無法立足,基本被比利時索爾維等國外寡頭壟斷。
與美國和日本相比,我國目前的聚酰亞胺樹脂市場容量較小,國內產品價格和成本較高,產品品質也有一定差距。
由于技術門檻低加上價格優勢,我國電絕緣薄膜市場基本上由國內產品所占領,而且國內已經開始向國外出口產品,如西北化工研究院每年向歐洲出口數十噸雙馬來亞酰胺,上海合成樹脂研究所等每年也有少量產品出口。
投產:可實現進口替代的聚酰亞胺薄膜是“香餑餑”
由于巨大的市場空間和良好的發展前景,國內企業已經不能接受國外寡頭對國內市場的壟斷,紛紛投資,擴大產能,投資總額達到千億級別。其中,聚酰亞胺薄膜仍然是投資的“香餑餑”,根據公開資料整理,近九年的主要投資項目如表3所示,薄膜的投產總量高居榜首,達到15萬噸左右,其次是纖維、樹脂、復合材料等項目。
表3 近幾年我國企業的聚酰亞胺投產項目
結語
聚酰亞胺都被認為是21世紀最有希望的工程塑料之一,具有廣闊的應用前景。而我國的聚酰亞胺產業發展相對日本、美國要滯后一些,雖然有中科院長春應化所牽頭,但國內企業研發力量相對薄弱,總體技術起步較晚還處于模仿國外研發的階段。
國內聚酰亞胺企業整體產能規模較小,以百噸級裝置為主,產量和國外寡頭企業差距非常大。所以,聚酰亞胺大類別和高端產品被國外企業壟斷,嚴重制約了我國相關產業的發展,近幾年,國內針對聚酰亞胺項目的投資規模已經達到千億級別,相信在不久的將來,我國聚酰亞胺產業一定會實現跨越式發展。
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原文標題:我國聚酰亞胺產業發展為什么比日本、美國要滯后一些
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