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PETG: 技术高度垄断 应用前景可期
2020年19期 发行日期:2020-09-30
作者:■ 中国化工信息中心咨询事业部 郭浩

聚对苯二甲酸乙二酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG),是一种透明的非结晶性共聚酯。与其他聚酯材料相比,其更加环保,通过了食品及药品的FDA认证,且透光性能优异,在许多应用领域可以替代原有传统材料。虽然目前技术高度垄断,国内消费主要来自进口,但未来随着人们环保意识和生活品质的提升,以及新建项目陆续投产,产品在终端市场应用将越来越广泛。


国内消费主要依赖进口

    

    共聚酯PETG最早于上世纪80年代在美国被成功研发出来,是由对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体用酯交换法缩聚的产物。PETG结构式见图1。

    PETG主流合成路径分为两步:首先,PTA和醇类(乙二醇和CHDM)酯化,形成缩聚单体对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)和对苯二甲酸双羟甲基环己基甲酯(BHCT);之后BHET和BHCT缩聚,得到PETG。PETG合成工艺详见图2。

    目前全球主要的PETG的生产企业有两家,主要来自美国伊士曼和韩国SK,全球产能约30万吨/年,两家企业未来暂无新增产能计划。由于PETG技术难度高以及市场需求相对有限,全球范围内打算进入PETG生产领域的企业较少。目前国内辽阳石化已突破PETG的技术门槛,但受下游市场接受度等问题的困扰,目前仅拥有万吨级生产线一条。目前已知仅珠海华润一家有计划新建PETG生产项目,预计未来2~3年内投产,而国外PETG生产企业暂无扩产计划。2019年PETG全球主要生产企业见表1。

    2019年全球消费PETG约27万吨,其中亚太地区消费14万吨,占全球总消费量的52%。中国地区消费约9万吨,受国内PETG产能落后的影响,进口依赖度高达90%以上。国内的PETG消费主要集中在东南沿海地区,主要是因为华东华南地区的经济发达,制造业集中,拥有大量的聚酯塑料加工企业。


兼具环保性和高透光性

    

    相比其他聚酯类材料,PETG更加环保,通过食品及药品的FDA认证。与最常见的聚酯型材料PET相比,PETG的合成原料中加入了1,4-环己烷二甲醇共聚单体,因此可以将PETG简单理解为一种改性的PET塑料,也因此在透光性、易加工性等方面要优于PET。

    PETG具有优异的光学性能、高光泽表面和低浑浊度,其透光率高达90%,与PMMA类似,优于PC。PETG作为环保材料,可以与化妆品、食品相接触,且原料中不含双酚A,目前已成为PVC等非环保透明材料的主要替代材料。

    比如化妆瓶的透明美观,在某种程度上直接影响女性消费者对其价格的承受力。过去化妆品瓶包装材料多数使用PS、PMMA等高透亮型材料。而随着环保、安全越来越被重视,以韩国为主的化妆品市场开始主推环保新材料PETG,并逐渐蔓延到中国乃至全球化妆品领域。

    除了良好的环保性和高透光性,PETG也具有良好的耐化学性能。其耐油性能、耐侯(黄变)性能均优于PET,可以盛装常见的弱酸弱碱、咖啡巧克力、日化产品、清洁剂和香水等。

  

应用集中在轻工业领域

   

    PETG通过常规成型方法,可以制备1~25.4mm厚的透明材料,同时具有优越的光学性能(高透光性、高光滑和低光晕),且成型性能优异,冷弯曲不泛白,无裂纹,易于印刷和修饰。因此,PETG广泛应用于各种高端卡材。Visa信用卡作为全球使用量最大的信用卡之一,目前已认定PETG为其信用卡材料。此外,PETG也是我国公安部指定的二代身份证卡基材料,还被广泛应用于地铁卡、社保卡等领域。卡基材料中各类型材料对比见表2。

    吸塑包装方面,由于PETG有良好的最终收缩率,因此被广泛应用于生产高性能收缩膜。PETG膜可用于复杂外形容器的包装,具有高吸塑力、高透明度、高光泽、低雾度等优点,而且易于后期印刷,在储存期间自然收缩率低,不易脱落,主要应用于饮料瓶、食品和化妆品的收缩包装及电子产品等的收缩标签。与PVC收缩膜相比,PETG收缩膜最大的优点在于环保安全,详见表3。

    在高透光瓶方面,PETG具有玻璃一样的透明度和接近玻璃的密度,良好的光泽度。PETG拥有良好的韧性和高抗冲击强度,可以保证制品不易破碎、不易磨划。此外,容易加工的特点使PETG能适用于注射、吹塑、挤塑等不同加工成型方式,还能够产生独特的形状、外观、和特殊效果,比如鲜亮的颜色、磨砂、大理石纹理、金属光泽等。

    PETG下游应用基本集中在轻工业领域,应用产品范围比较广,除了上述提到的卡基材料、吸塑包装膜、高透光瓶之外,还广泛应用于装修装饰和医疗制品等终端领域。未来伴随着国内经济稳步增长,和人们对安全和环保等观念的认识加深,未来PETG将会更多的出现在日常生活当中。预计到2025年,国内PETG需求量将持续增长。与此同时,随着未来新建拟建项目的投产带来的产品价格下浮,也会扩大PETG产品在终端市场的广泛应用。



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