1.6 我国改性塑料行业的发展趋势
1.改性塑料具有很大的发展潜力
我国经济科技创新能力的不断提升、制度与管理方面的创新、国有企业股份制的改造、民营经济的崛起、新的资本运行和资源配置的调整等,都将为改性塑料行业的腾飞提供难得的发展机遇和政策与制度的保障。
随着国内支柱产业、战略性新兴产业及高技术产业发展,对改性塑料的需求也在不断增加。例如,为了应对能源问题的挑战,需要开发能源装备用结构材料和能源存储及转换材料,如用于风力发动机风叶的增强改性塑料;为了改善环境,实现人和自然和谐发展对环境友好材料和环境治理材料不断提出新要求,如完全生物降解塑料;另外,航空航天、高速铁路、西气东输等重大工程和高性能武器装备都对改性塑料提出了更高、更苛刻的要求。
同时,内需对改性塑料经济增长的作用也在加大。随着人们消费结构的变化,大量的电子信息产品进入家庭,为我国改性塑料行业发展新增了市场空间。社会主义新农村建设、城市化的发展等因素支撑了我国改性塑料行业未来的持续增长。
2.机遇挑战并存,大力推进自主创新和产业升级
改性塑料应用领域涉及各行各业,需求量在不断地增长,新成果、新技术、新工艺(包括节能技术)极大地推动了改性塑料行业技术进步与发展。然而,改性塑料行业正面临国内市场国际化,发达国家的大公司纷纷进入我国争夺国内市场,国内企业间的竞争也日益激烈。同时,改性塑料行业的政策、环境、投入、成本、技术进步、质量标准等多种因素制约着整体发展速度。有利于低碳经济发展的绿色环保技术与产品将受到政策鼓励并成为市场的主导,原始创新、自主品牌、高附加值改性塑料将成为今后该领域发展的总体趋势。
3.改性塑料主要发展方向
在改性设备、改性技术不断发展成熟的今天,我国改性塑料工业体系逐步完善。但是面对上述各种挑战,在解决核心矛盾的同时,我国改性塑料产业的发展将呈以下六大显著特点。
(1)通用塑料工程化 尽管工程塑料新品种不断增加,并由于生产装置的扩大,成本不断降低;但是,在改性设备、改性技术不断发展成熟的今天,产量大、成本低的通用塑料通过填充、增强和发泡等改性手段提高了力学性能和耐热性,使PP、PE、PS和PVC等通用塑料不断具有工程化特点,并已经抢占了部分传统工程塑料的应用市场,如汽车零配件、电子电器零件和办公自动化产品等市场,达到了降低成本的效果。
(2)工程塑料高性能化、多功能化、复合化 主要通过通用工程塑料“合金化”方法,将工程塑料与一种或多种塑料通过共混、接枝、嵌段等形式组合在一起,使各组分的性能相互取长补短,构成一种兼具多种优良性能的塑料材料,从而达到高性能化的目的。自第一个高分子合金PC/ABS成功投产后,陆续推出了PA66/改性聚烯烃弹性体合金、POM/PU弹性体合金、PC/PBT/PU弹性体合金、PPO/PS合金等。随着国内汽车、电气、电子、通信和机械工业的蓬勃发展,改性工程塑料的需求将大幅上升,各种高强度耐热型工程塑料将得到广泛应用。
(3)特种工程塑料低成本化、产业化 在150℃以上条件下能长期使用的塑料称为特种工程塑料,如聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PIM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)和液晶聚合物(LCP)等高性能工程塑料。由于这些塑料具有电性能好、耐高温和尺寸稳定等特性,有的还具有很好的阻燃性、耐放射性、耐化学性和优异的力学性能,因此在电子电器、汽车、航空、仪表、石油化工以及火箭、宇航等尖端技术领域具有越来越重要的应用,其市场价格一般为普通工程塑料的几倍。在对特种工程塑料改性后,既可保持其原有的高性能,又可降低价格,广泛运用于民用产品。
(4)纳米复合技术在改性行业的运用 聚合物纳米复合材料的制造与应用是未来的一个重要课题。现在,纳米技术的发展日新月异,纳米高分子材料作为其中的重要分支,研发呈现出新的趋势。纳米技术的潜在利益驱使着许多国家的科学家们不断地探索和研究,竞争十分激烈。对于纳米高分子材料来说,由于纳米粉末的粒子小、表面积大、易于团聚,因此,在制备纳米粉末改性的聚合物复合材料时,用通常的共混方法难以得到纳米结构的复合材料。为了增加纳米添加物与聚合物的界面结合力,提高纳米微粒的均匀分散能力,需要对纳米粉末进行表面改性。主要是降低粒子的表面能态、消除粒子的表面电荷、提高纳米粒子与有机相的亲和力、减弱纳米粒子的表面极性等。
(5)对改性塑料的环保要求越加严格 随着全球环保意识的日益加强,消费者对塑料制品的阻燃要求越来越高,无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂已越来越广泛地被要求使用。目前国内塑料改性阻燃剂近80%为含卤阻燃剂。含卤阻燃剂主要成分为多溴联苯醚和多溴联苯类,我国供出口电子、电气类产品中70%~80%都用此类阻燃剂。溴、锑阻燃体系在热裂解及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体。近年来欧洲一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌物质。2003年2月,欧盟出台了ROHS和WEEE两个环保禁令,除限制卤素化合物外,还对银、镉、汞、六价铬等重金属实行限量管制。
(6)开发高性能树脂和新型高效助剂成为改性塑料的重要发展方向 国外企业以生产具有专门用途的特定牌号树脂为主,而我国则以通用树脂为基础树脂,通过改性使其具有与用途相适应的特性从而得到专用树脂。随着社会工业对改性塑料的要求越来越高,开发了一批如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能增强材料;同时,新型的高性能专用树脂基体也应运而生,如一般环氧树脂逐步被韧性更好、耐温更高的增韧环氧树脂、双马树脂和聚酰亚胺树脂等取代。
开发新型高效助剂也是改性塑料的重要发展方向。改性塑料涉及的助剂除了塑料加工常用的助剂如热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、成核剂、抗静电剂、分散剂和阻燃剂等外,增韧剂、阻燃增效剂、合金相容剂(界面相容剂)等对改性塑料也非常关键。近年来,尽管改性塑料所用助剂有着长足的进步与发展,出现了多种新型助剂,但由于价格过高,且离实际需要还有一定距离,从而影响了其推广使用。今后改性塑料所用助剂的发展方向,除开发新品种外,更重要的是降低成本。另外也应向多功能方向发展,既具有偶联作用还应具有分散性、光泽性、润滑性等功能。