[隆眾聚焦]: “塑料黃金”PPS產(chǎn)業(yè)鏈全景梳理
【導(dǎo)語】:聚苯硫醚(PPS)?是一種新型高性能熱塑性樹脂,具有優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機械性能和極好的尺寸穩(wěn)定性以及優(yōu)良的電性能等特點,PPS可用于制造飛行器接插件、線圈骨架、儀表盤、軍艦潛艇的耐腐蝕耐磨部件、頭盔等,廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、機械石油化工、醫(yī)療、輕工業(yè)及軍工等領(lǐng)域?,被譽為“塑料黃金”。
一、PPS產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)流程
PPS生產(chǎn)的方法有多種,比如硫化鈉法、硫磺溶液法、氧化聚合法、對鹵代苯硫酚鹽自縮聚法、硫化氫法等,但主要工業(yè)化生產(chǎn)的為硫化鈉法(又稱Phillips法)。
此方法是最早生產(chǎn)PPS的方法,也是現(xiàn)階段工業(yè)化或具有工業(yè)化價值的路線之一。主要通過二氯苯與無水硫化鈉在極性溶劑中縮合反應(yīng)制得PPS聚合物。這種方法原料易得、產(chǎn)品質(zhì)量好。但早期的工業(yè)化過程中存在生產(chǎn)工藝較長,原料難提煉等缺點。PPS中含有少量的鈉離子,使產(chǎn)品的防潮性、耐電性、成型性降低。主要產(chǎn)品為線性、半交聯(lián)、交聯(lián)三大類。
該方法的工藝難點之一是用于反應(yīng)的硫化鈉不需要含有結(jié)晶水,而對于正常結(jié)晶水來說,硫化鈉脫水的難度較大,且目前生產(chǎn)廠家通常在反應(yīng)器中采用非均質(zhì)的方法脫水,再進行聚合。
二、國內(nèi)PPS產(chǎn)能進一步提升
2024年全球PPS的產(chǎn)能主要集中在歐美地區(qū)和日韓等發(fā)達國家,其中日本是最大的PPS生產(chǎn)國,約占全球總產(chǎn)能的45%。全球PPS產(chǎn)能近年來有所增長,尤其是隨著新興市場的崛起和技術(shù)進步,產(chǎn)能逐漸擴大。
中國PPS產(chǎn)業(yè)起步較晚,但近年來產(chǎn)能發(fā)展迅速。近幾年,我國聚苯硫醚生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)力度,打破了完全依賴進口的狀況,逐漸形成了一定的生產(chǎn)能力。我國聚苯硫醚樹脂的國產(chǎn)化受到了廣泛關(guān)注,隨著我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,聚苯硫醚產(chǎn)業(yè)將迎來良好的發(fā)展機遇,未來較長時間聚苯硫醚產(chǎn)業(yè)都將處于快速增長期。
2024年P(guān)PS全球產(chǎn)能統(tǒng)計 | |
企業(yè)名稱 | 產(chǎn)能(萬噸) |
浙江新和成 | 2.2 |
濱陽燃化 | 1 |
山東明泉集團 | 0.5 |
長治霍家 | 1 |
四川中科興業(yè) | 1 |
銅陵瑞嘉 | 1 |
新疆中泰新鑫化工 | 1 |
重慶聚獅 | 1 |
青海海西泓景 | 0.2 |
成都樂天 | 0.1 |
日本油墨DIC | 4.6 |
日本吳羽化學(xué) | 3.27 |
日本東麗集團 | 3.26 |
日本東曹公司 | 0.5 |
美國塞拉尼斯 | 1.7 |
韓國HDC,原SK化學(xué) | 1.2 |
比利時索爾維 | 2 |
總計 | 25.53 |
面對國內(nèi)旺盛的需求以及供應(yīng)短缺的情況,中國企業(yè)紛紛新建萬噸級聚苯硫醚生產(chǎn)裝置,產(chǎn)能增長潛力巨大。目前國內(nèi)PPS主要企業(yè)有浙江新和成、山東濱化集團、安徽銅陵瑞嘉、重慶聚獅、山西霍家工業(yè)等。新投產(chǎn)的企業(yè)有山東明化、深圳沃特,計劃明年投產(chǎn)的有山東晟基。據(jù)隆眾資訊統(tǒng)計,截至2024年,中國PPS裝置產(chǎn)能有9萬噸,全球占比35%,僅次于日本。預(yù)計到2025年我國PPS產(chǎn)能將突破10萬噸,產(chǎn)能進一步提升,全球占比份額也將增加。
三、PPS具有優(yōu)良的性能優(yōu)勢
聚苯硫醚(PPS)具有獨特的分子結(jié)構(gòu),由苯環(huán)和硫原子交替排列構(gòu)成,這使得它兼具剛性和柔性。它的主要性能有:
耐高溫性:PPS的原粉結(jié)晶度高達75%,熔點高達285℃,最高連續(xù)使用溫度可達260℃,熱分解溫度可達522℃,因此具有優(yōu)異的耐高溫性能。
電絕緣性和介電特性:PPS表現(xiàn)出優(yōu)異的電絕緣性能,能夠在電氣設(shè)備中阻隔電流流動。這使得PPS成為制造電子元件和電氣部件的理想選擇,特別是在高壓和高頻環(huán)境下。其穩(wěn)定的介電特性有助于保障電子設(shè)備的安全運行。
阻燃性能:PPS被認(rèn)為是本質(zhì)阻燃材料,其具有出色的阻燃性能,無需添加阻燃劑即可達到高阻燃等級。這使得PPS成為需要在火災(zāi)風(fēng)險較高的領(lǐng)域中使用的材料的首選,如航空航天和電子電氣領(lǐng)域。
熱氧穩(wěn)定性:由于主鏈上苯環(huán)與硫原子形成了共軛,且硫原子尚未處于飽和狀態(tài),PPS的熱氧穩(wěn)定性突出。
耐化學(xué)腐蝕性:PPS的整個聚合物呈現(xiàn)出非極性或弱極性的特點,因此電絕緣性和介電性以及耐化學(xué)介質(zhì)性也很突出。
純PPS的缺點是性能脆,因而很少單獨使用,經(jīng)過玻璃纖維、碳纖維、礦物填充、碳納米管、聚四氟乙烯、石墨烯、二硫化鉬等材料改性后的聚苯硫醚(PPS)增加了如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐熱性、耐磨性、高強度、耐水解等材料特征,從而形成了據(jù)有特有功能的特種工程塑料。通過碳纖維增強的PPS復(fù)合材料具有優(yōu)異的破裂韌性,適用于航天和商業(yè)飛行器的起落架及機翼部件。
四、未來PPS需求規(guī)模呈增長趨勢
2024年全球聚苯硫醚(PPS)市場規(guī)模為22.74億美元?,預(yù)計到2029年該市場的復(fù)合年增長率為9.58%?,顯示出強勁的增長勢頭。中國聚苯硫醚市場規(guī)模也在不斷擴大。2024年中國聚苯硫醚市場規(guī)模達到58.5億元人民幣,預(yù)計未來幾年將繼續(xù)保持增長態(tài)勢。
聚苯硫醚在電氣、電子、化工、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其中,電氣和電子領(lǐng)域的需求占據(jù)了較大份額,占比36%,尤其是隨著新能源和智能制造的不斷發(fā)展,PPS在電池、電動汽車、5G通信等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。
目前國內(nèi)聚苯硫醚產(chǎn)品整體展現(xiàn)出“物美價廉、尖端產(chǎn)品市場容量小”的特點,目前來看,聚苯硫醚存在高功能產(chǎn)品少、產(chǎn)能仍待擴大等問題。聚苯硫醚是較為理想的化工環(huán)保材料,隨著國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)治理力度的加大,國內(nèi)紡織行業(yè)、涂料等領(lǐng)域?qū)郾搅蛎训男枨蟛粩嗉哟?,環(huán)保領(lǐng)域占比達22%。
PPS在交通領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用,占比達25%。相比金屬材料,PPS塑料的密度要小得多,通常只有金屬的幾分之一。這一特點使得PPS塑料在航空航天、汽車制造等對重量有嚴(yán)格要求的行業(yè)中大受歡迎。PPS塑料以其出色的耐高溫性能脫穎而出。在連續(xù)使用溫度高達200-240℃的環(huán)境下,PPS塑料依然能保持穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)。這意味著PPS塑料在需要高溫作業(yè)的環(huán)境中,如航空航天飛機器接插件、殲擊機和導(dǎo)彈垂直尾翼、導(dǎo)彈燃燒室、汽車發(fā)動機周邊部件、軸承、傳感部件等,能夠替代金屬,實現(xiàn)更輕量化的設(shè)計,同時降低能耗和成本。
此外,PPS還可用于制作耐酸堿的閥門管道、管件、閥門、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件,適用于機械、化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。甚至還能應(yīng)用于食品領(lǐng)域,用于制作筷子,勺子,碗盤等餐具。
五、總結(jié)與建議
綜上所述,隨著技術(shù)進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,PPS市場需求將繼續(xù)增長。預(yù)計未來幾年,全球PPS市場將以較快的速度增長,尤其是在新能源、智能制造和航空航天等領(lǐng)域。同時,中國PPS產(chǎn)業(yè)也將迎來快速發(fā)展期,產(chǎn)能將進一步擴大,產(chǎn)品品質(zhì)不斷提升,以滿足國內(nèi)市場需求并積極參與國際競爭。