Polyuretaani on tärkeä uusi kemiallinen materiaali. Erinomaisen suorituskykynsä ja monipuolisen käyttönsä ansiosta se tunnetaan "viidenneksi suurimpana muovina". Huonekaluista, vaatteista kuljetukseen, rakentamiseen, urheiluun, ilmailuun ja maanpuolustukseen, kaikkialla läsnä olevat polyuretaanimateriaalit ovat innovatiivisia edustajia uusista kemiallisista materiaaleista ja tärkeä tuki maalleni voimakkaan maan rakentamisessa.
Polyuretaaniraaka-aineteollisuuden yli 20 vuoden nopean kehityksen jälkeen on nähty muutos määrästä laatuun. Isosyanaatin tuotantoteknologia ja tuotantokapasiteetti ovat maailman johtavia. Se on siirtynyt teknologian edistämisen ja laadukkaan kehityksen kauteen. Tällä hetkellä Kiinasta on tullut maailman suurin polyuretaaniraaka-aineiden ja -tuotteiden tuotantokeskus sekä täydellisin alue polyuretaanisovellusten alalla.
Polyuretaanin keskeisenä lisäaineena polyuretaanin paisunta-aineet ovat aineita, jotka voivat reagoida polymeeriketjun funktionaalisten ryhmien reaktioiden kanssa laajentaen molekyyliketjua ja lisäämällä molekyylipainoa. Se on välttämätön raaka-aine useiden polyuretaanituotteiden valmistuksessa. Polyuretaanimateriaalien synteesissä polyuretaanin paisunta-aineet voivat saavuttaa kaksi kemiallista reaktiota: paisumisen ja silloittumisen, mikä johtaa korkean suorituskyvyn ja laadun polyuretaanimateriaalien tuotantoon, kuten polyuretaanimateriaalituotteiden sitkeyden, elastisuuden ja repäisylujuuden parantamiseen. Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet kattavat lämpötilankestävyyden, öljynkestävyyden, säänkestävyyden ja korroosionkestävyyden.
Polyuretaaniketjun paisunta-aineen rooli ja luokittelu
Polyuretaanipaisunta-aineella tarkoitetaan pienimolekyylisiä amiineja ja alkoholiyhdisteitä, jotka sisältävät kaksi funktionaalista ryhmää ja jotka voivat muodostaa viivamaisen polymeerin ketjunlaajennusreaktion kautta. Käyttämällä erilaisia ketjunlaajennusaineita tai muuttamalla ketjunlaajennuskaavaa saavutetaan eri nopeuksia kemiallisissa reaktioissa ja tuotetaan polyuretaanimateriaaleja, joilla on erilaiset suorituskykyvaatimukset.
Polyuretaaniketjun paisunta-aineiden rooli polyuretaanisynteesireaktioissa sisältää pääasiassa:
(1) Polyuretaaniketjun paisunta-aineella on ominainen ryhmä (amino- ja hydroksyyliryhmä), joka voi suorittaa kemiallisia reaktioita isosyanaatin kanssa. Molekyylipaino ja nopea reaktio voivat saada polyuretaanireaktiojärjestelmän nopeasti paisumaan tai jähmettymään, jolloin muodostuu suurempi molekyylipainoinen ketju. Molekyylillä on polymeerin ominaisuudet.
(2) Erilaisilla ketjunpidentäjillä on erilainen reaktiivisuus. Käyttämällä erilaisia ketjunpidennysaineita ja annostusta voidaan säätää reaktorin viskositeettia, molekyylejä ja morfologisia rakenteita polyuretaanin tuotantoon ja erilaisten järjestelmien ja laatuvaatimusten mukaisiin tuotteisiin.
(3) Erilaiset polyuretaanipaisunta-aineet voivat antaa polyuretaanille erilaisia ominaisuuksia, ja polyuretaanin pääketjuun lisätään joitakin ketjupaisuntamolekyylien ominaisia ryhmärakenteita, jotka vaikuttavat polyuretaanin mekaanisiin ja kemiallisiin kokonaisominaisuuksiin, kuten lujuuteen ja kulutuskestävyyteen, väsymyksenestokykyyn, lämpötilankestävyyteen, säänkestävyyteen, öljynkestävyyteen, korroosionkestävyyteen jne.
Polyuretaanilaajennusaineet jaetaan yleensä amiiniin, alkoholiin ja alkoholiin. Prosessijärjestelmien ja suorituskykyrakenteiden käytöstä dilataatio- ja dilataatioaineet perustuvat pääasiassa prosessijärjestelmään ja suorituskykyrakenteeseen. Perinteiset dilataatiotyyppiset ketjulaajennusaineet, kuten etyleeniglykoli, 1,4-butanoli ja kertakutistuva dihydramoli jne., ovat suorituskykyltään rajoitettuja polyuretaanituotteisiin verrattuna ja ovat tavallisia ketjulaajennusaineita. Polyuretaanimateriaalien ketjulaajennusaineet, joilla on ilmeinen suorituskyky, jakautuvat pääasiassa kahteen luokkaan: aromaattiseen dihanramiiniin ja aromaattiseen dioliin. Sitä kutsutaan korkean suorituskyvyn ketjulaajennusaineeksi. Sille on ominaista jäykkä bentseenirengas. Teho, kulutuskestävyys, keskikova kestävyys ja muut ominaisuudet.
Aromaattinen diharamiinipaisunta-aine ei ole ainoastaan välttämätön avainlisäaine synteettisissä polyuretaanielastisissa sarjamateriaaleissa, vaan myös laajimmin käytetty, huonoin ja suurin korkean suorituskyvyn polyuretaaniketjun paisunta-aine.
Perinteiset polyuretaanista valmistetut elastiset kaatavat kappaleet kiinnitetään yleensä kaksivaiheisella tekniikalla eli synteettisillä esivalmisteilla, jotka sitten kiinnitetään ketjunlaajennusaineilla jähmettymistä varten. Isosyanaatin tyypistä riippuen esivalmisteet voidaan karkeasti jakaa TDI- ja MDI-tyyppeihin. Näihin kahteen verrattuna TDI:n esivalmisteisten ketjunlaajennusaineiden aktiivisuus on alhainen, ja ne sopivat pääasiassa erittäin aktiivisiin amiiniketjunlaajennusaineisiin; MDI:n esivalmisteisten ketjunlaajennusaineiden reaktioaktiivisuus on korkea, ja hydroksipohjaisilla hydroksyylipohjaisilla tiivisteillä on alhaisempi aktiivisuus. Käyttötilanteiden vaatimusten ja tuotteen suorituskyvyn mukaan on erityisen tärkeää valita sopiva ketjunlaajennusaine isosyanaatin tyypin mukaan.
Korkean suorituskyvyn polyuretaaniketjun laajenemistuotteiden tyypit ja sovellusominaisuudet
2.1 Tärkein arammerdihan-amiiniketjun laajennusaine
Erinomaisen suorituskykynsä ja korkealaatuisuutensa ansiosta aromaattinen diamiinidilataatioaine on yleisin ja eniten käytetty ketjunlaajennusaine polyuretaanielastisissa materiaaleissa.
Yleisesti käytettyjä aromaattisia dianramiinin paisunta-aineita ovat pääasiassa 3,3′-dikloori-4,4′-diodit (MOCA: tyyppi I, tyyppi II, korkean lämpötilan kestävyys jne.), 1,3-propyleeniglykoli-kaksoisyhdiste (4-aminobentsoaatti) (740m), 4,4′-alipohjainen kaksoisyhdiste (3-kloori-2,6-dieseenianiliini) (M-CDEA), polyfamoretyylieetteri-dioli-kaksoisparinen amiinibentsoaatti (P-1000, P-650, P-250 jne.), 3,5-kaksi-etyleenitorneramiini (DETDA, joka tunnetaan myös nimellä E-100), 3,5-dirakkelia sulfenyleeni (DMTDA, joka tunnetaan myös nimellä E-300) ja muut tuotteet.
Yleiskatsaus tärkeimpien tuotteiden sovellusominaisuuksiin ja kehitykseen on seuraava:
MOCA-ketjunlaajennusaine on varhaisin ammattimainen, teolliseen tuotantoon investoitu tehokas ketjunlaajennusaine maassamme. Se on kiinteässä olomuodossa huoneenlämmössä. Sillä on polyuretaanituotteiden ominaisuudet, joita voidaan käyttää turvallisuuden ja kätevyyden kannalta, ja se voi täyttää erilaisten spesifikaatioiden ja muotojen ominaisuudet. Polyuretaanien elastisuus on korkea, kimmoisuus korkea, kulutuskestävyys korkea, syöpymiskestävyys aggressiivisuus kestävyys, korroosionkestävyys ja muita kattavia ominaisuuksia. Sillä voidaan valmistaa suurikokoisia tuotteita. Se on kattava aromaattisten laajenevien laajennusaineiden suorituskyky. DuPontin kehityksestä 1950-luvulla lähtien MOCA:lla on ollut tärkeä asema polyuretaanien elastisuuden alalla. Se on tällä hetkellä suurin polyuretaaniketjunlaajennusaine. Se on entistäkin välttämättömämpi polyuretaanien elastisuuden valamisen alalla. Tällä hetkellä Kiinassa tunnettuja MOCA-valmistajia ovat: Suzhou Xiangyuan New Materials Co., Ltd. (tytäryhtiö Jiangsu Xiangyuan Chemical Company), Huaibei Xingguang New Material Technology Co., Ltd., Shandong Chongshun New Material Technology Co., Ltd., Hua Chemical Technology Co., Ltd. (entinen Binhai Mingsheng Chemical Co., Ltd.), Chizhou Tianci High-tech Materials Co., Ltd., sekä Taiwan Shuangbang Industrial Co., Ltd., Taiwan Sanhuang Co., Ltd. ja Katshan Kohshan Perfect Industry Co., Ltd.
Viime vuosina kiinalaisten yritysten johdolla MOCA:n tuotantoteknologia on kehittynyt yhä enemmän. Esimerkiksi Xiangyuan New Materials on ratkaissut työntekijöiden työterveysongelmat, vakavan saastumisen ja ajoittaisen hydrauksen riittämättömän vakauden ongelmat. Jatkuva menetelmä katalysoi erittäin puhtaiden akustiikan ja MOCA:n tuotantoprosessien vetyhydrausta toteuttaen automatisoinnin, täysin suljetun, vihreän tuotannon, liuottimia hyödyntävän, pölyttömän, energiaa säästävän kulutuksen vähentämisen ja nollapäästöt. Jatkuvatoimisesta MOCA:n tuotantolaitteesta on tullut maailmankuulu polyuretaaniketjun paisunta-aineiden valmistaja.
Lisäksi Xiangyuan New Materials kehitti myös Xylink740M- ja Xylink P -sarjan ketjunlaajennusaineita, mikä teollistaa tämän tuotesarjan ja edistää polyuretaanimateriaalien valmistajien pyrkimyksiä parantaa laatua, vähentää kustannuksia ja laajentaa käyttöalueita.
2.2 Tärkein aromaattisten diolien dilateraalinen paisunta-aine
Yleisesti käytettyjä aromaattisia diolien laimennusaineita ovat fenyylifenolihydroksiksyylipohjainen eetteri (HQEE), intersifenyylibenolit, hydroksyylieetteri (HER) ja hydroksietyylipohjainen fenolipyridenoliseos (HQEE-L), hydroksietyyliheksybenoliseos (HER-L) jne., joita käytetään pääasiassa MDI-prosessijärjestelmien polyuretaanimateriaaleissa. Ne ovat myrkyttömiä ja saasteita aiheuttavia ketjunlaajennusaineita. Yleiskatsaus tärkeimpien tuotteiden käyttöominaisuuksiin ja kehitykseen on seuraava:
HQEE-ketjunlaajennusaine on molekyylirakenteeltaan symmetrinen aromaattinen diolilaajennusaine. Se on kiinteä hiukkasmainen, myrkytön, saasteeton ja ärsyttävä. Se on hyvin yhteensopiva MDI:n kanssa ja voi tehokkaasti pidentää materiaalin käyttöikää. Xiangyuan New Materials on kehittänyt HQEE-, HER-, Xylink HQEE-L- ja Xylinkher-L-sarjojen ketjunlaajennusaineita. Laatu on korkeampi kuin vastaavilla tuotteilla kotimaassa ja ulkomailla, ja tuotteita myydään sekä kotimaassa että ulkomailla.
2.3 Muut aromaattisten ketjujen paisunta-aineet, joilla on erityistä suorituskykyä
Polyuretaanin uusien alojen kasvaessa uusia polyuretaanilaajennusaineita ja -teknologioita on jatkuvasti edistetty polyuretaanimarkkinoiden kysynnän tyydyttämiseksi. Tuotantoyritykset ovat kehittäneet erilaisia erityistä suorituskykyä omaavia aromaattisten ketjujen laajennusaineita.
Tianmen Winterine (DMD230) on ketjulaajenemispinnoite, joka sisältää kaksi amino-aminohappoa ja jota käytetään liuotteettomien tai korkean kiintoainepitoisuuden omaavien pinnoitteiden valmistukseen. Verrattuna tavallisiin ruiskutettaviin polyeetteihin, tuotteella on kohtalainen vasteaika, hyvä suorituskyky, hyvä rakennustehokkuus ja erinomainen tuotteen kokonaisvaltainen suorituskyky. Sillä on hyvä kiilto ja näkyvät vaikutukset polykogeenien kanssa rasvakloridipolysisotriposyanaatin valmistuksessa, hyvä joustavuus ja mekaaniset ominaisuudet, kellastumista kestävät kellastumismuutokset, hyvä korroosionkestävyys, hyvä säänkestävyys ja pidempi suojaus. Siltojen, tunnelien ja erilaisten lattiapäällysteiden ja liikennemerkkien lisäksi sitä voidaan käyttää myös korkealaatuisissa sovelluksissa, kuten suojapinnoitteissa ja tuulivoimaloiden siipien helikopterikomposiittinahkapinnoitteissa. Tämän tuotteen teollinen tuotanto ja markkinointi edistävät pinnoitteiden korkealaatuista kehittämistä.
Aromaattisten diharamiini- ja natriumkloridiyhdisteiden (311) dispersio (311) on aromaattisten diharamiinien ja epäorgaanisten suolojen seos. Sitä voidaan yhdistää erilaisiin polyuretaaniesipolystantteihin huoneenlämmössä. Se sopii erityisesti monimutkaisiin muotoihin tai suuriin alueisiin, mikroaaltouunivulkanointiin ja muihin pidempää käyttöaikaa vaativiin tilanteisiin, ja sitä voidaan käyttää myös epoksihartsin kovetusaineena. Samankaltaisia tuotteita ovat Yhdysvalloissa Caytur 31DA, Xylink 311 ja Xiangyuan New Materials.
Muut sukellusveneiden kovetusaineet, kuten oksidatsoli, ketoniamiini jne., voivat vähentää pinnoitteen tai muiden tuotteiden kuplien muodostumisen mahdollisuutta kovettumisen keskiluokassa, ja sillä on myös kehitysvaraa.
Polyuretaaniketjun paisunta-aineiden kehitystila
Kotimaani polyuretaanilaajennusteollisuuden kehityspohja on suhteellisen heikko. Alkuaikoina kotimaiset polyuretaaniketjulaajennusmarkkinat olivat aina monikansallisten yritysten monopolisoimia. Tämän vuosisadan alkamisesta lähtien Xiangyuan New Materialsin edustama paikallisten polyuretaaniketjulaajennusyritysten ryhmä on vuosien tutkimus- ja kehitystyön sekä teknologian kertymisen jälkeen onnistuneesti murtanut ulkomaiset monopolit. Jotkut kotimaani polyuretaaniketjulaajennustuotteista ovat saavuttaneet vastaavien kansainvälisten tuotteiden tason.
Laajimpana amiinipolyuretaanipaisunta-aineena MOCA:n tuotantoprosessi on kypsä, vakaa, kohtalainen ja vasteen kannalta sopiva. Elastisten kappaleiden valamisen alalla jatkosovelluksissa, erityisesti TDI-järjestelmässä, suuri määrä polyuretaanituotteita on kerännyt suuren määrän kypsiä polyuretaanituotteiden kaavoja kypsän kaavan mukaisesti. MOCA:n vakautta ja toimivuutta on testattu monien vuosien markkina- ja asiakaskokemuksen jälkeen. Kustannukset ovat suhteellisen korkeat. Vuosien käytön jälkeen on muodostunut tietty prosessieste. Sillä on korvaamaton rooli, ja sovellusalue laajenee jatkuvasti.
Euroopan kemikaalivirasto (ECHA) julkaisi EU:n Reach-sertifioinnista vastaavana laitoksena raportin 30. marraskuuta 2017. Vertailtuaan turvallisuusriskejä, suorituskykyä ja hintakustannuksia se ehdotti, että polyuretaanista valmistettujen elastisten kappaleiden alalla MOCA:n tuotelaatu, suorituskyky, kustannustehokkuus ja muut edut ovat erinomaisia, eikä vaihtoehtoja ole tällä hetkellä.
Kiinan polyuretaanilaajennusteollisuus käynnistyi myöhään. Alkuaikoina alhaisen tuotantoteknologian tason, heikkojen tukevien raaka-aineiden ja riittämättömien tutkimus- ja kehitysosaajien vuoksi kotimaiset polyuretaaniketjulaajennusmarkkinat olivat monikansallisten yritysten monopolisoimia. 1990-luvulle asti useat kotimaiset polyuretaaniketjulaajennusvalmistajat onnistuivat murtamaan ulkomaiset teknologiamonopolit vuosien tutkimus- ja kehitystyön sekä teknisen kertymisen jälkeen, ja joidenkin polyuretaaniketjulaajennusaineiden suorituskyky saavutti vastaavien kansainvälisten tuotteiden tason. Erityisesti Xiangyuanin uudet materiaalit ovat ottaneet johtoaseman 10 000 tonnin jatkuvatoimisen MOCA-tuotantolaitteen rakentamisessa. Tuotteen laatu ja tekninen taso ovat saavuttaneet maailman edistyneimmän ja kotimaisen johtavan tason. Tällä hetkellä kotimaiset MOCA-valmistajat ovat pystyneet täyttämään vapaan ionamiinin vaatimukset. MOCA-sarjan tuotteiden rakeinen MOCA ja korkean lämpötilan keltaiseksi vaihtava MOCA ovat polyuretaaniteollisuuden suosiossa.
Polyuretaaniteollisuuden kahdennentoista viisivuotissuunnitelman mukaan korkealaatuisen ketjunlaajennus-MOCA:n tuotantolaajuuden laajentamisen lisäksi tulisi lisätä uusien ketjunlaajennusaineiden, kuten MCDEA:n, E-100:n, HER:n, HQEE:n ja muiden tuotteiden, markkinointia ja käyttöä. MOCA-sarjan tuotteiden pohjalta on polyuretaanimateriaalien ja -tuotteiden monipuolistumisen myötä syntynyt myös muita uusia ketjunlaajennustuotteita, jotka muodostavat MOCA-tuotteiden kanssa erilaistuneen asettelun.
Teknologian tutkimuksen ja kehityksen jatkuvan parantamisen myötä uusilla, tehokkailla aromaattisilla ketjunlaajennusaineilla on erityisiä etuja vastenopeuden, korkean lämpötilan kestävyyden, käytön, turvallisuuden ja ympäristönsuojelun suhteen. Sovellus on vähitellen kypsynyt ja käyttömäärä kasvaa edelleen. Esimerkiksi P-1000, P650, P250 ja 740M ovat vihreiden, ympäristöystävällisten ja myrkyttömien ominaisuuksiensa ansiosta vähitellen avanneet sovellusmarkkinoita useilla aloilla. Viime vuosina ympäristöystävällisempien MDI-järjestelmien kehityksen ja kasvun myötä tehokkaampien aromaattisten diolien dilateraalisten laajennusaineiden, kuten HQEE:n ja HER:n, käyttöaste on vähitellen kasvanut, sillä ne ovat paremmin yhteensopivia MDI-järjestelmän kanssa ja ovat antaneet polyuretaanille erinomaisen elastisuuden ja erityisominaisuudet, kuten lämmönkestävyyden ja repäisylujuuden. Valutuotteiden valmistuksen lisäksi sillä voidaan valmistaa myös tehokkaita termoplastisia elastomeerejä, joita voidaan helpottaa. Kehittyneissä maissa polyuretaanimateriaalien ja joidenkin polyuretaanimateriaalien korkeat suorituskykyvaatimukset täyttävillä sovellusalueilla ketjunlaajennusaineet, kuten 740m, HQEE ja HER, ovat yleistymässä. Uudella ketjunlaajennusaineella on erottuvia etuja tietyssä segmentoinnissa, ja tekninen kynnys on suhteellisen korkea. Tällä hetkellä kotimaan markkinat ovat vielä sovelluksen markkinointivaiheessa.
四, Polyuretaaniketjun laajennusteollisuuden kehitysmalli
Pohjois-Amerikan ja Länsi-Euroopan polyuretaaniteollisuus on kehittynyt vuosikymmenten ajan. Teollisuudella on vahva tekninen vahvuus ja markkinat ovat suhteellisen kypsät. Samaan aikaan kuluttajilla näillä alueilla on korkeammat suorituskykyvaatimukset polyuretaanituotteille, ja uusien ketjunlaajennusaineiden kysyntä on nopeampaa kuin MOCA:n. Tällä hetkellä kehittyneet maat, kuten Eurooppa ja Yhdysvallat, miehittävät suurimman osan uusien ketjunlaajennusaineiden kysynnästä.
Polyuretaanin suuri kulutus Aasian ja Tyynenmeren alueella sekä muissa kehittyvissä maissa on tulossa maailmanlaajuisen polyuretaanin kysynnän pääasialliseksi veturiksi. Näistä Aasian ja Tyynenmeren alue on jo maailman suurin polyuretaanin kuluttajamarkkina-alue, jonka osuus maailmanlaajuisista markkinoista on noin 48 %. Muissa kehittyvissä maissa, kuten Intiassa, Brasiliassa ja Meksikossa, polyuretaanin kysyntä rakennuksissa, rakennusmateriaaleissa, kodinsisusteissa ja muilla teollisuudenaloilla on myös kasvussa. Verrattuna kehittyneisiin Euroopan maihin ja Yhdysvaltoihin, jotkut näistä alueista ovat kuitenkin vielä teollistumisen alkuvaiheessa. Ne ovat erittäin herkkiä polyuretaaniteollisuuden raaka-aineiden hinnoille ja kiinnittävät enemmän huomiota kustannuksiin ja kustannustehokkuuteen. Tulevaisuudessa tällä alueella säilyy edelleen korkea kysyntä kalliille MOCA-yhdisteille.
Tällä hetkellä kansainvälisesti merkittävät polyuretaanilaajennusyritykset, kuten Kazaka Kagosan Perfect Industry Co., Ltd., United States Air Chemical (Winchuangin hankinta vuonna 2016) ja United States Coco (Langshengin hankinta vuonna 2017) jne., ovat monopolisoineet maailman suurimman osan ketjulaajennusaineiden markkinaosuudesta. Jotkut pienet yritykset, joilla ei ole alan, yliopistojen ja tutkimusjärjestelmän parannuksia, ovat eliminoituneet tuotteiden laadun ja hinnan vaikutuksesta, ja ketjulaajennusteollisuuden keskittyminen on entisestään kasvanut. Samaan aikaan suuret yritykset luottavat vahvaan pääomaan ja tutkimus- ja kehitystaustaan laajentaakseen ammattimaisten raaka-aineiden ja tuotteiden tuotannon mittakaavaa sekä perustaakseen kansainvälisiä monopoliasemassa olevia laajamittaisia tuotantotukikohtia ja myynti- ja T&K-keskuksia alueille, joilla on erinomaiset resurssit, markkinat ja työolot.
5. Polyuretaanipaisunta-aineiden nykytila ja kehityssuunta
Tärkeänä lisäaineena polyuretaanimateriaaleille polyuretaanista valmistettuja paisunta-aineita käytetään pääasiassa CASE-järjestelmissä (mukaan lukien pinnoitteet, liimat, tiivisteet ja elastiset kappaleet) polyuretaanimateriaaleissa. Näistä polyuretaanista valmistettu elastinen kappale on polymeerinen synteettinen materiaali yleisen kumin ja muovin väliltä. Sillä on sekä kumin korkea elastisuus että muovin korkea kovuus ja lujuus (5–10 kertaa), sillä on maine "kulutuskestävän kumin kuninkaana" ja sillä on hyvä mekaaninen lujuus, öljynkestävyys, kemikaalien kestävyys, taivutuslujuus sekä erinomainen alhaisen lämpötilan kestävyys ja eristyskyky. Perinteisten valutyyppisten ja termoplastisten polyuretaanista valmistettujen elastisten kappaleiden lisäksi polyuretaanista valmistettuihin elastisiin kappaleisiin kuuluvat myös liimat, pinnoitteet, tiivisteet, päällystysmateriaalit, pohjat, synteettiset nahat, kuidut jne., joista tulee elastisia polyuretaanimateriaaleja. Teknisen tason jatkuvan parantamisen myötä polyuretaanin elastisuus on korvattu kumissa, muoveissa ja metalleissa eri aloilla, kuten autoissa, kaivoksissa, painotuotteissa, laitteissa, koneenjalostuksessa, urheilussa ja kuljetuksessa.
Asiaankuuluvien virastojen tilastojen mukaan kiinalaisen polyuretaanista valmistetun CASE-materiaalin (elastinen runko, pinnoitteet, synteettinen nahka, tiivisteet ja liimat) kulutus vuonna 2021 oli 7,77 miljoonaa tonnia ja keskimääräinen vuotuinen kasvuvauhti 11,5 % vuosina 2016–2021 oli 11,5 %.
Kiinalaisen polyuretaanin elastisuus vuonna 2016 oli 925 000 tonnia ja tuotanto vuonna 2021 oli 1,5 miljoonaa tonnia, ja vuotuinen kasvuvauhti oli 10,2 %; kulutuksen keskimääräinen vuotuinen kasvuvauhti oli 12,5 %. Arvioiden mukaan vuoteen 2025 mennessä maani polyuretaanista valmistettujen elastisten kappaleiden tuotanto nousee 2,059 miljoonaan tonniin, mikä on edelleen nopea kehitystrendi.
Maailmanlaajuisesti polyuretaanielastomeerien maailmanlaajuinen tuotanto oli 2,52 miljoonaa tonnia vuonna 2016 ja 3,539 miljoonaa tonnia vuonna 2021, ja vuotuinen yhdisteiden kasvuvauhti oli 7,0 %. Vuoteen 2025 mennessä polyuretaanielastomeerien maailmanlaajuisen tuotannon odotetaan saavuttavan 4,495 miljoonaa tonnia, mikä osoittaa nopeaa ja tasaista kehitystrendiä.
Termoplastisella polyuretaanielastomeerilla (TPU) on erinomainen kulutuskestävyys. Sen vetolujuus on korkea, se on venymätön, öljynkestävä, kestää alhaisia lämpötiloja, säänkestoa ja otsoninkestoa, ja sen kovuusalue on laaja. Viime vuosina TPU:n markkinasovellukset ovat laajentuneet kenkäteollisuudesta korkean luokan markkina-alueille, kuten lääke-, ilmailu- ja ympäristönsuojeluteollisuuteen. Tilastojen mukaan TPU:n tuotannon keskimääräinen vuotuinen kasvuvauhti Kiinassa oli vuosina 2014–2021 jopa 14,5 %. Vuonna 2021 maani TPU:n tuotanto oli noin 645 000 tonnia. Maastani on tullut maailman suurin TPU:n tuottajamaa. Tuotanto ja nettovienti ovat kasvaneet tasaisesti viime vuosina.
Kysynnän näkökulmasta maailmanlaajuiset TPU-markkinat keskittyvät tällä hetkellä Eurooppaan, Yhdysvaltoihin ja Aasian ja Tyynenmeren alueisiin. Näistä Kiinan johtama Aasian alue on nopein alueellinen markkina-alue maailmanlaajuisen TPU:n kulutuksen suhteen. Kiinan polyuretaaniteollisuusyhdistyksen elastisten tuotteiden erityiskomitean tilastojen mukaan polyuretaanituotteiden kokonaiskulutus maassani vuonna 2018 oli 11,3 miljoonaa tonnia, josta polyuretaanielastomeerien (TPU + CPU) kulutus oli noin 1,1 miljoonaa tonnia.
TPU on edelleen yksi polyuretaanin nopeimmin kasvavista tuotteista lähitulevaisuudessa. Maastani on tullut maailman suurin TPU:n kuluttajamaa. Tilastojen mukaan Kiinan TPU:n kulutuksen keskimääräinen vuotuinen kasvuvauhti vuosina 2017–2021 oli jopa 12,9 %, josta kokonaiskulutus vuonna 2021 oli 602 000 tonnia, mikä on 11,6 % enemmän kuin edellisenä vuonna. Maailmanlaajuisen TPU:n tuotannon ollessa 1,09 miljoonaa tonnia vuonna 2021, kotimainen TPU:n kulutus on ylittänyt puolet maailman kulutuksesta. Tulevaisuudessa kenkämateriaalien, kalvojen, putkien ja johtojen tarve kasvaa. Lääketieteellisten laitteiden, kaapelijohtojen ja kalvojen alalla se korvaa entisestään perinteiset PVC-materiaalit. On erittäin todennäköistä, että se korvaa EVA:n kenkämateriaalien alalla. TPU:n odotetaan pysyvän 10–10 %:n tai sitä suuremmassa kasvutrendissä tulevaisuudessa. Sen kulutuksen odotetaan saavuttavan noin 900 000 tonnia vuoteen 2026 mennessä.
Tuotantomittakaavan asteittaisen laajenemisen myötä polyuretaanista valmistettujen elastisten tuotteiden hinta laskee, valikoima on monipuolisempi, markkinoiden kysyntä on parantunut ja teollinen kehitys on nopeaa. "Neljännentoista viisivuotissuunnitelman" aikana Case-teollisuuden tulisi voimakkaasti edistää vesipohjaisten, liuotteettomien ja korkean kiintoainepitoisuuden omaavien tuotteiden kehittämistä; lisätä CASE:n perusraaka-ainerakenteen kehitystä ja synteettisen teknologian kehittämistä keskittyen veden ja pyrodramiinin polyfonien polymerointiin; keskittyä vesipohjaisten perusteorioiden ja teknologisen tutkimuksen suorittamiseen; parantaa tuotteiden suorituskykyä, kehittää uusia tuotteita, laajentaa sovellusalueita ja edistää uuden infrastruktuurin rakentamista raideliikenteessä, moottoriteillä, siltatunneleissa, voimansiirrossa jne. Ja lääketieteen alan sovelluksissa; edistää formaldehydittömien polyuretaaniliimojen teknistä käyttöä keinotekoisten levyjen lisäämiseksi; kehittää eriytettyjä, toiminnallisia ja korkean lisäarvon ammoniakkituotteita; vahvistaa polyuretaanista valmistettujen vedenpitävien materiaalien rakenteen, suorituskyvyn ja kestävyyden tutkimusta ja sovellusteknologiaa; edistää polyuretaanimateriaalien käyttöä elementtirakennuksissa.
Elastomeerialan pääasialliset kehityssuunnat ovat:
Polyuretaanielastomeerit autoihin. Nykypäivän autoteollisuus kehittyy kohti korkeaa suorituskykyä, laatua, keveyttä, mukavuutta ja turvallisuutta. Kumi- ja muovimateriaalit korvaavat vähitellen metallimateriaaleja, mikä avaa erittäin laajat mahdollisuudet polyuretaanielastomeerien käyttöön.
Polyuretaanielastomeerit rakentamiseen. Perinteinen asfalttihuopa vedenpitävä materiaali on vähitellen korvattu kestävällä, integroidulla rakenteellisella polyuretaani-vedenpitävällä materiaalilla; Polyuretaanista valmistettujen urheiluratojen käyttö on yhä laajempaa. Suurten siltojen, suurnopeusjunien ratapölkkyjen, lentokenttien kiitoteiden ja moottoriteiden saumausmateriaalit valmistetaan myös vähitellen huoneenlämmössä jähmettyneestä PVC-elastomeerista.
Polyuretaanielastomeeri kaivoskäyttöön. Hiilikaivoksissa, metalli- ja epämetallikaivoksissa on suuri kysyntä ei-metallisille materiaaleille, joilla on korkea kulutuskestävyys, korkea lujuus ja elastisuus.
Kenkien polyuretaanielastomeeri. Polykloridiesterin elastisuuden edut ovat hyvä puskurointikyky, kevyt paino, kulutuskestävyys, luistonesto ja niin edelleen, ja siitä on tullut tärkeä tukimateriaali kenkäteollisuudessa.
Polyuretaanielastomeeri lääketieteelliseen käyttöön. Hyvä bioyhteensopivuus, veren yhteensopivuus ja lisäaineiden puute ovat tärkeitä syitä TPU- ja CPU-materiaalien käyttöön lääketieteen alalla. Sen käyttöalueet lääketieteen ja terveydenhuollon alalla ovat erittäin laajat.
Uusi polyuretaanikomposiittilevy. Komposiittimateriaaliteknologian odotetaan tuovan uuden markkinaräjähdyskauden polyuretaanielastomeereille.
Polyuretaaniketjun laajennusteollisuuden "14. viisivuotissuunnitelman" kehitystrendi
Globaalista näkökulmasta rakennusalan, autoteollisuuden, elektronisten tiedustelulaitteiden, uusien energia- ja ympäristönsuojelualojen nopea kehitys on merkittävästi lisännyt polyuretaanituotteiden kysyntää. Globaalit polyuretaanijättiläiset jatkavat teknologian ja sovellusten innovointia ja edistävät edelleen uusien polyuretaanituotteiden kehittämistä ja tuotantoa. Polyuretaanituotteiden laajentuessa alalla ja loppupään terminaalimarkkinoiden laajuudessa polyuretaanituotteiden monipuolinen kysyntä edistää polyuretaaniketjujen ketjuaineiden jatkuvaa innovointia ja kehitystä.
Seuraavien 10 vuoden aikana polyuretaanituotteiden käyttö joillakin niche-alueilla kehittyy myös nopeasti. Alan asiantuntijat analysoivat, että polyuretaanin maailmanlaajuinen kysyntä kasvaa 4,5 % vuodessa. Näistä polyuretaanin kysynnän keskimääräiseksi vuotuiseksi kasvuvauhdiksi arvioidaan 5,7 % jäähdytys-, kenkä-, tekstiili-, vapaa-ajan ja muilla aloilla. Tuotekentässä kysyntä on kasvanut hieman, ja sen odotetaan olevan noin 3,3 % vuodessa. Aasian ja Tyynenmeren alueen kehittyvät maat ovat saaneet tukea innovatiiviselta teknologialta, joka on laajentanut loppupään sovelluksia, ja polyuretaanien kysyntä saavuttaa kaksinumeroisen kasvuvauhdin joka vuosi.
Polyuretaaniteollisuuden tärkeänä raaka-aineena maani polyuretaanilisäaineteollisuuden on horjumatta pantava täytäntöön uusi kehityskonsepti. Alla teemana on polyuretaaniteollisuuden korkealaatuisen kehityksen edistäminen, ja sen tavoitteena on polyuretaaniteollisuuden edistäminen uuden "kaksisyklisen" kehitysmallin rakentamisen nopeuttamiseksi, keskittyen vihreään, vähähiiliseen ja digitaaliseen transformaatioon. Nopeuta nykyaikaisen teollisuusjärjestelmän rakentamista, edistä huipputuotteiden "puutteita", "tarttua huippuluokan" avainteknologioihin, "avata uusi tie" perinteisissä tuotteissa ja edistä maani siirtymistä polyuretaanista vahvaan maahan.
Tällä hetkellä polyuretaanista valmistetun ketjunjatkeen on tullut yksi tärkeimmistä polyuretaanin raaka-aineista suurissa kansallisissa infrastruktuurihankkeissa. Polyuretaanista valmistettujen ketjunjatkeiden teollisuus lisää innovaatioinvestointeja ja kehittyy ympäristönsuojelun, korkean tehokkuuden ja korkean laadun suuntaan. Keskittyen ilmailu- ja avaruusteollisuuden, sähköisen tiedon, uuden energian, autojen, suurnopeusjunien, rautatieliikenteen, moottoriteiden, suurten siltojen, terveydenhuollon ja maanpuolustuksen tarpeisiin, uusien polyuretaanista valmistettujen ketjunjatkeiden teknologisten saavutusten muutosta ja soveltamista kiihdytetään polyuretaaniteollisuuden yleisen kehitystason parantamiseksi.
Polyuretaanista valmistettujen ketjunjatkajien teollisuuden kehityssuunta on kehittää korkealaatuisia, ympäristöystävällisiä ja ympäristöystävällisiä ketjunjatkajia. Tuotantoprosessi on puhdas ja saasteeton, ja käyttöprosessi on turvallinen ja ympäristöystävällinen, mikä edistää polyuretaanituotteiden valmistusprosessin ympäristöystävällisyyttä. Toiseksi, tavoitteena on laajentaa olemassa olevien ketjunjatkajien käyttöä entisestään, jotta olemassa olevat ammattimaiset ketjunjatkajat saavat uusia käyttömahdollisuuksia. Joidenkin kotimaisten polyuretaanista valmistettujen ketjunjatkajia valmistavien yritysten teknologinen taso on samaa luokkaa kuin monikansallisilla yrityksillä, mutta tarvitaan lisää sovellustutkimusta, jotta useammat käyttäjät ymmärtäisivät tuotteiden paremmuuden. Erityisesti on edistettävä kätevästi käytettäviä ja erinomaisesti toimivia nestemäisiä aromaattisia diamiinituotteita sekä ketjunjatkajien synergististä vaikutusta energian säästämiseksi, kulutuksen ja kustannusten vähentämiseksi. Kolmanneksi, tavoitteena on kehittää uusia tuotteita markkinoiden kysynnän mukaan, tarjota polyuretaaniteollisuudelle sopivampia ja laadukkaampia tuotteita, vastata loppupään markkinoiden tarpeisiin ja laajentaa sovellusalueita.
Polyuretaanielastisissa materiaaleissa ketjunjatke on tärkeä ja keskeinen lisäaine, jolla on suuri määrä ja korkea lisäarvo, mikä on erittäin tärkeää tuotteen suorituskyvyn parantamiseksi. Lisäksi muissa polyuretaanimateriaaleissa ja jopa vaahtomuoveissa polyuretaaniketjunjatkeella on selvä vaikutus tuotteen suorituskyvyn parantamiseen. Polyuretaaniteollisuudessa polyuretaaniketjunjatkeen markkinatila on valtava. Polyuretaaniteollisuuden korkealaatuisen kehityksen edistämiseksi ja johtamiseksi on tarpeen vahvistaa polyuretaaniketjunjatkeen sovellustutkimusta ja markkinointia sekä kehittää parempia ja useampia polyuretaaniketjunjatkeen lajikkeita kiinnittäen huomiota terveyteen, energiansäästöön, turvallisuuteen ja ympäristönsuojeluun sekä sovellusten suorituskykyyn, jotta voidaan antaa suurempi panos ihmisten paremman elämän edistämiseksi.
Julkaisun aika: 8. helmikuuta 2023