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此外,通过对聚砜材料的改性,可以得到不同类别的高性能、高功能的聚砜改性材料,从而拓展了聚砜材料的应用领域。比如共混改性PSF/ABS、PSF/PET、PSF/PBT、PSF/PC、PSF/PPS、PSF/PEK、PSF/PA、PSF/PI、PSF/PMMA、PSF/环氧树脂、PSF/有机硅树脂、PSF/氟树脂、PSF/双酚A二氰酸树脂等合金。从应用角度来讲,聚砜与ABS、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚碳酸酯组成的合金较为成熟,但既要改善性能又要降低成本的常用方法是采用矿物填充、玻璃纤维或碳纤维增强。
具有较高的化学和热稳定性,流速快,耐酸碱能力强,具有高机械强度。PES美国苏威VW-10200 RFP物性表
聚砜(PSU)是一款热塑性透明塑料。由于其非结晶性分子结构特性,聚砜呈半透明浅棕。聚砜(PSU)是一款具有高机械强度和刚度的高温塑料。除了可在高温下长期使用外,材料的突出特性还包括在各种温度下具有高的蠕变强度,的尺寸稳定性,好的抗水解性和良好的化学相容性。
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// 1.3 国外企业率先量产,国内企业2010年后有所突破(1)国外发展趋势
聚砜的开发工作始于20世纪60年代由UCC完成,并于1965年实现工业化,以Udel®PSU在市场上销售。1983年Amoco Polymers公司获得了Union Carbide公司的聚砜经营权,从而支配了美国、西欧和日本的聚砜市场。1998年BP公司获得了Amoco Polymers公司的经营权,2001年又被Solvey Advanced Polymers公司获得。1992年ICI公司退出聚砜的生产和销售,从20世纪90年代初 BASF公司成为西欧唯一生产和销售聚砜的企业,商品名为Ultrason®S。
2020年5月,山东浩然特塑股份有限公司年产3000吨聚砜系列树脂研发及产业化项目正式开工建设。该新项目作为“万吨级聚砜树脂产业园区”规划的一部分,重点突破纯水净化和血液透析用聚砜膜树脂等关键技术,研发具有自主知识产权的新技术、新工艺和新产品,形成高端聚砜全系列产品生产线。达产后,有望实现年销售额近3.9亿元。2 市场需求及鼓励共同推进聚砜材料稳步发展
// 2.1市场前景广阔,多领域推动需求稳定增长
市场与发展趋势
PEI 塑料作为高性能工程塑料的重要品种,市场需求呈稳步增长态势,尤其在航空航天、新能源汽车、电子半导体等新兴领域,需求增长更为明显。目前,全球 PEI 塑料的主要生产企业包括美国通用电气(GE)、德国巴斯夫(BASF)等,国内企业也在逐步加大研发和生产力度,产品性能不断提升,进口替代趋势明显。未来,PEI 塑料的发展方向主要集中在提高生产效率、降低成本、开发高性能改性产品、拓展新应用领域等方面,随着科技的进步,其在高端制造领域的应用将更加广泛。
(2)航空航天由于聚砜材料具有的韧性和抗冲击力,且满足低烟密度、低毒排放以及低热量释放的要求,在飞机结构与内饰元件的使用量日益增大,如波音777飞行甲板化霜水盘、座椅影音显示器罩、餐饮回收小车等。
根据中国商飞公司2019年发布的《2019-2038中国商飞公司市场预测年报》,未来20年(2019-2038),将新增45,459架飞机,其中喷气支线客机4,756架,单通道飞机32,055架、双通道客机8,648架,市场总价值约66,179亿美元。根据航空运输协会数据和预测,我国已经是第二大航空市场,并有望在2022-2024年时取代美国成为大航空市场,民用航空机队规模未来有着很大的增长空间。根据我国民航行业运营数据,我国2017年飞机438架(2吨以上),金额227亿美元(超过1,500亿)。航空公司接收飞机424架,其中波音空客飞机378架,占波音空客交付1,481架的25.5%。
// 1.2 两步法为主要生产工艺,通过改性拓展应用领域聚砜材料的生产工艺通常采用法纳姆(Farnham)的亲核取代缩聚路线。工业生产方法有两种,分别是二步法和一步法。工业生产主要采取二步法,具体路线为:双酚A先与碱原位反应生成双酚A二钠盐,随后与4,4'-二氯二苯砜进行亲核取代反应脱盐聚合生成聚砜产品。
聚砜还可以采用一步法合成,主要分为聚合工段和后处理工段:前期聚合工段中,所需要的原料有4,4'-二氯二苯砜、双酚A、双酚S、联苯二酚、碳酸钾或碳酸氢钾等,将这些原料在常用溶剂(如二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜等)中聚合,同时选取甲苯、二甲苯或氯苯作为脱水剂。然后进入到后处理工段,利用与前段聚合工艺不同的溶剂作为沉淀剂,将聚合后的粘稠液注入其中,此时聚砜会从聚合物溶液中分离出来,再经纯化、干燥、造粒和包装。这一阶段中,国内生产厂常用水作为沉淀剂,国外聚砜生产厂常用乙醇或甲醇作为沉淀剂。一步法还是两步法生产关系到生产效率,一步法缩短合成步骤,避免脱水工序,缩短了反应时间,是目前高分子材料的生产工艺,但目前工业生产仍采取二步法。
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此外,在工业领域,聚砜材料还可以应用于泵罩、塔填料、窥镜、阀门、卫生管道及部件、水管转接头、污染控制设备、轴承保持器等方面,比如,聚砜管道可以适应不同的环境且能保持良好的防蠕变性和低吸水率,从而被广泛应用。// 2.2 2027年聚砜材料市场规模将超过23亿美元
根据Global Market Insights数据显示,2020年市场空间为16.6亿美元,预计2021-2027年将保持4.9%的年复合增长率,2027年聚砜材料市场规模将超过23亿美元。亚太地区预计将成为主要的市场。