欢迎来到中国化工信息杂志
特种工程塑料: 加强技术创新 加速产业升级
2025年9期 发行日期:2025-04-29
作者:■ 吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心 陈峥

  与普通工程塑料相比,特种工程塑料不但能够在150℃以上的温度条件下长时间使用,还具有高强度、耐疲劳、抗蠕变,以及良好的耐化学品性能,因此被称为高性能工程塑料。这些特性使得特种工程塑料在高科技领域具有不可替代的作用,已经在高科技领域如电子电气、特种工业等方面得到了广泛应用。

  特种工程塑料的种类繁多,主要包括聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)及聚砜(PSF)等。这些材料各具优点和特性,例如PPS比重小、强度高、耐腐蚀,可用于制造发动机散热器、车体门、电动泵及耐腐蚀旋转齿轮等。PPS虽然在许多性能指标方面与其他特种工程塑料存在一定差距,但由于其价格相对最低,因此应用广泛,被誉为特种工程塑料中的“性价比之王”。而PEEK具有卓越的耐热性、耐磨性、耐疲劳、耐辐照、耐剥离和抗蠕变等特性,综合性能最优异,因此被誉为特种工程塑料中的“综合性能之王”,在航空航天、汽车、电子电气、医疗及其他工业领域得到了广泛应用。

  特种工程塑料产生并发展于20世纪,当时只有美欧日等少数国家具有特种工程塑料的生产技术和生产能力,且对我国一直进行生产技术及相关原料的严格封锁。在国家相关机构和政策的大力支持下,国内高校及科研院所的老一辈科学家率先打破了PPS(川大)、PI(长春应化所)、PEEK(吉大)和PSF(吉大)的技术封锁,并在20世纪90年代联合国内企业,打造了具有规模化生产能力的高新技术企业,打破了特种工程塑料市场一直被国外企业垄断的局面,推动了国内特种工程塑料市场的快速发展。从生产规模上看,特种工程塑料的生产规模相对较小(只占全球热塑性塑料市场的1.8%左右),但其性能优异且附加值高,是塑料金字塔顶端的产品。尽管价格较高,但由于难以替代性,特种工程塑料在市场上仍具有极高的竞争力。

  近年来,随着技术的不断进步和扩产速度的加快,我国特种工程塑料的国产化进程取得了显著进展。一些国内头部企业已经成功打破海外企业的垄断,成为特种工程塑料领域的重要供应商。但是,全球特种工程塑料的产能仍主要集中在美国、日本等国家和地区。尽管我国特种工程塑料产业近年来发展迅速,但整体技术水平与发达国家相比仍存在一定差距,高端产品进口依存度较高。这一发展现状的存在,除受到技术问题的影响外,特种工程塑料产业链上游的生产原料也是非常重要的影响因素之一。

  以下对一些典型特种工程塑料的上游关键单体原料生产现状及发展趋势进行简要分析。

聚邻苯二酰胺关键核心单体

  聚邻苯二酰胺(PPA)是一种半芳香族聚酰胺,属于热塑性树脂。作为一类高性能工程塑料,其优异性能主要源于其关键(预聚)单体带来的独特分子结构。其关键单体主要包括苯二酸(含苯环二元酸)和脂肪族二元胺,这两种单体通过缩聚反应生成PPA,形成具有优异机械性能和化学稳定性的线型高分子树脂材料,现阶段的主要品种有 PA4T、PA6T(及PA6T共聚物)、PA 9T、PA10T、PA11T、PA12T等。

  (1)对苯二甲酸

  对苯二甲酸(PTA)也常被称作精对苯二甲酸或1,4-苯二甲酸,是一种白色针状结晶或粉末,是生产所有PPA产品的关键基本原料。目前,该单体绝大部分用于生产聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯,PET),约占PTA总消费量的97%,是聚酯纤维、薄膜、塑料制品、绝缘漆及增塑剂的重要原料,也用于医药、染料及其他产品的生产。

  近年来,全球PTA产能一直在稳步增长,到2023年全球PTA产能已实现同比增长14.1%,产量同比增长4.6%,装置开工率77.6%左右。值得注意的是,受益于聚酯工业的发展,PTA的产能不断增加,我国已经成为苯二酸的主要生产和消费国,近几年全球的新增产能主要来自我国。2021年我国PTA产能约6756万吨/年(同比增长11.7%),产量为5268万吨(同比增长6.5%),表观需求量约5018万吨(同比增长0.2%),在产能和产量两方面的增长均位居世界前列。2023年,PTA产能同比增长11.7%,产量同比增长13.5%。受益于低加工费和出口需求回暖,这一增长趋势在2024年得以延续。2024年我国PTA的生产情况稳中向好,仅1—10月产量就已实现同比增长12.6%。预计2024—2025年,国内将有近2000万吨/年新装置投放市场,顺利投产后,PTA的国内总产能将会在2025年超过1亿吨/年。

  2023年世界前十位PTA生产企业产能合计占世界总产能的61.1%。其中,我国恒力集团的产能已居世界之首,占总产能的15.0%;浙江恒逸石化和逸盛大化石化分别位居第二位和第三位。这表明我国企业在全球PTA市场中的竞争力日益增强。受低加工费和疫情的影响,国外PTA市场出现供不应求的现象,自2013年开始,我国已成为PTA的净出口国,近几年的出口量显著提升。2021年我国PTA出口数量为257.55万吨;2023年出口量继续增加,同比增长1.8%。但值得注意的问题是,尽管我国的PTA产能持续增长,并大量对外出口,但自给率并未完全满足市场需求。以2023年为例,我国PTA的表观消费量同比增长14.2%,但自给率较上年下降0.6个百分点,这表明我国仍需从国外进口一定数量的苯二酸以满足市场需求。

  可以预见的是,PTA的产能将在全球范围内持续增长,尤其在我国呈现快速增长的态势。我国作为全球主要的PTA生产国和出口国,在产能、产量及出口量方面均占据重要地位。然而,随着PTA产能的不断增加,我国PTA市场也初逐渐显露出供应过剩的趋势,企业应提前布局、做好相应对策。

  (2)二元胺

  二元胺是尼龙产业的关键原料,更是耐高温尼龙(PPA)的关键单体。除受专利、技术、设备等壁垒限制外,我国PPA的产业发展还受到部分关键原料的禁锢。据统计,目前我国PPA在全球的产能占比只有约17%,主要生产PA6T、PA10T和PA12T,其他品种的PPA材料(如PA4T和PA9T)尚无量产能力,这与我国二元胺单体的产业化发展情况关系巨大。

  ① 丁二胺

  丁二胺是PA46合成的关键原料。作为全球领先的高温尼龙PA46生产商,荷兰帝斯曼公司拥有全球唯一的丁二胺工业化方案及工业化量产能力,因而PA4T也由帝斯曼独家生产。尽管有公开信息表明,我国的多家企业都在生产丁二胺,年产能大致在5000~10000吨,但仍不具备满足PA4T的生产能力和技术。因此,要实现PAT4的国产化,除生产技术以外,丁二胺这一关键单体原料的供应也是重要因素。

  ② 己二胺

  己二胺也称作1,6-己二胺,是尼龙工业生产的主要原材料,除少量用于生产其他产品外(如半芳香型耐高温尼龙PA6T),主要用于合成尼龙66、尼龙610等,也用于生产六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等。

  近年来,己二胺的全球产能和市场规模一直保持增长趋势。据统计,2019年,全球己二胺产能约为206万吨/年(产量约148万吨);2022年的总产能约213万吨/年。目前,产能主要集中于英威达(美国)、巴斯夫(德国)、奥升德(美国)、神马股份(中国)、兰蒂奇(意大利)、东丽(日本)、国锐化工(中国)、道默化学(德国)等核心厂商,其中前3家企业的总产能占据全球总产能的76.9%。我国的己二胺产量近年来呈波动上升趋势:2018年的产能为39.3万吨/年,产量为30.5万吨,进口量为3.4万吨;2019年的产能升至40万吨/年,产量也提升至34万吨;2020年,受疫情影响产量虽有所下降,但随后迅速恢复;2022年,产量再度回升至34万吨的水平。2023年,全球己二胺市场销售额达474亿元;预计2030年将达到652亿元,2024—2030年复合增长率(CAGR)为6.2%,市场发展前景良好。但需要注意的是,己二胺的生产受原料己二腈制约,目前全球约90%的己二腈被用于己二胺的生产,所以己二腈的产能变化会直接影响到己二胺的产能。目前,我国正在不断努力提升己二腈的国产化率,以降低对进口己二腈的依赖,减少国际己二腈产能变化带来的不良影响。未来,随着己二腈国产化率的提升和技术的不断进步,我国己二胺的产能有望进一步扩大。

  ③壬二胺

  壬二胺是生产PA9T的关键原料之一。PA9T是由日本 KURARAY(可乐丽株式会社)公司独自开发的,是以壬二胺和PTA缩聚而成,商品名为Genestar。所以,日本可乐丽最先拥有壬二胺的生产技术且在一段时间内处于垄断地位,是首家开发成功PA9T并实现产业化生产的企业。其专利到期后,巴斯夫除生产PA6T外,也开始生产PA9T产品,但产能不高。因此,在全球范围内,仅可乐丽具有稳定的壬二胺量化生产能力,其拥有两个壬二胺(主要用于生产PA9T)工厂,合计年产能为2.6万吨(截至2023年)。巴斯夫和旭化成两家公司虽然也布局了壬二胺相关专利,但目前并未有具体的产能数据公开。其他化工企业虽具备一定的产能,但这些企业的具体产能数据往往因市场策略、生产调整等因素而有所变化,并未实现稳定供货能力。

  ④癸二胺

  癸二胺是生产PA10T的关键原料。作为一种重要的化工原料,癸二胺的市场规模近年来持续扩大,并展现出强劲的增长动力。这一趋势不仅体现在全球范围内,在中国市场尤为显著。从全球视角来看,癸二胺市场规模的增长是平稳而持续的。据YH Research统计,2021年全球癸二胺市场规模约为9.7亿元,并预计在未来几年内将继续保持增长态势。到2028年,全球癸二胺市场规模有望接近17亿元,未来六年的CAGR为8.2%。这一预测显示出癸二胺在全球市场上的广阔前景和强劲的增长潜力。而在中国市场,癸二胺的市场规模同样呈现出稳步扩大的趋势。我国不仅是全球癸二胺的重要消费市场,更是重要的生产基地。从产能分布来看,全球癸二胺的生产主要集中在北美、欧洲和亚太地区。这些地区不仅拥有先进的化工技术和完善的产业链,还拥有庞大的市场需求和稳定的客户群体。在这些地区中,一些知名的化工企业如阿科玛(Arkema)、无锡殷达尼龙、山东四强化工等,通过不断的技术创新和市场拓展,占据了全球癸二胺市场的重要份额。近年来,随着国内化工产业的转型升级和环保要求的提高,一些企业也开始加大癸二胺的研发和生产投入,推动了其产能的快速提升。例如,东营常胜生物科技有限公司又建立了年产1.4万吨癸二胺的生产线。癸二胺作为一种重要的有机化工原料,在全球范围内具有广泛的应用和持续增长的需求。随着技术的不断进步和市场的不断拓展,我国癸二胺的产能将进一步提升,为全球化工产业的发展做出更大的贡献。

  ⑤十二碳二胺

  十二碳二胺也被称为1,12-二氨基-十二烷,是生产聚苯二甲酰十二碳二胺(PA12T)的重要原料。PAT12是郑州大学自主开发的一种主链含有苯环的新型半芳香族尼龙。有关PA12T的专利从高温尼龙开始发展的20世纪60年代就一直存在,但由于十二碳二胺的价格相对较高,制约了其产业化发展。目前,PA12T工业化生产规模较小,国内江门德众泰是国际上实现PA12T产业化的极少数企业之一(PA6T和PA12T共拥有5000吨/年的生产能力);河南君恒此前采用郑州大学技术进行了PA12T小规模生产,但目前已停产。如何快速、高效、低成本的实现PA12T工业化生产是今后的发展方向,可以确定其关键在于如何降低十二碳二胺的成本。近年来,山东凯赛生物科技材料有限公司开始采用生物发酵法生产出聚合级长链二元酸,然后可以通过长链二元酸制备长链二元胺。生物法长链二元酸的出现后,产品价格大幅度降低,市场规模也因此大幅扩张。据了解,微生物法生产长链二元酸在国内的产量超过了4万吨,进一步稳定了国内PA12T的原料来源。

聚苯硫醚关键核心单体

  聚苯硫醚(PPS)作为一种具有优异耐热性和抗化学性的特种工程塑料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域应用广泛,市场前景广阔。随着PPS市场的不断发展,对原料二氯苯的需求也逐渐增长,也进一步推动了行业产能的提升。

  我国对二氯苯行业的发展起步相对较晚,但进步迅速,目前已经成为全球最主要的生产国之一。从历史数据来看,我国的对二氯苯产量持续上升。例如,1985年南京理工大学首次开发成功苯定向氯化合成对二氯苯生产技术;1986年山东农药厂采用该技术建设了2000吨中试装置,标志着我国对二氯苯生产技术的初步突破。此后,随着技术的不断成熟和生产规模的扩大,我国的对二氯苯产能和产量均实现了快速增长。截至2022年,我国对二氯苯的产能已经达到了29.1万吨/年,同比增长了1.4万吨。同时,产量和需求量也分别达到了22.04万吨和20.14万吨左右。2022年我国对二氯苯市场规模达24.54亿元,较2021年增长12%左右。这一增长态势不仅体现了行业的技术进步和生产效率的提升,也反映了市场需求对产能的拉动作用。我国主要的对二氯苯生产企业包括江苏淮江科技有限公司、鹏宇科技、扬农化工、惠宁化工、霍家工业、索普新材等。我国对二氯苯行业虽然起步相对较晚,但进步较快,目前已经成为全球最主要的生产国。目前我国的对二氯苯在全球市场上具有一定优势,有望通过企业之间的并购整合,实现对二氯苯—PPS产业链一体化发展,在市场竞争中占据更大的优势。然而,对二氯苯行业的发展也面临着一些挑战。例如,环境保护和可持续发展的要求日益提高,需要行业在发展的同时注重环保合规和循环经济;技术壁垒的存在使得高纯度、特殊性能的对二氯苯产品需求增加,考验着企业的研发能力;此外,供应链风险也是行业需要关注的重要问题之一。因此,需要企业加强技术创新和环保投入,提升产品质量和性能,以更好地满足市场需求并推动行业的可持续发展。

聚芳醚砜关键核心单体

  聚芳醚砜(PSF)作为一种高性能的特种工程塑料,在现代工业中扮演着至关重要的角色。目前PSF商业化产品主要有三种,即双酚S型聚芳醚砜(PES)、双酚A型聚芳醚砜(PSU)和联苯型聚芳醚砜(PPSU)。它们的关键单体除二氯二苯砜外,分别为双酚S、双酚A和联苯二酚。

  (1)二氯二苯砜

  二氯二苯砜,也被称为4,4'-二氯二苯砜(CAS:80-07-9),除主要用于生产聚芳砜类聚合物外,还广泛应用于医用药剂、阻燃剂、抗氧剂、催化剂、染料等方面,其市场需求量呈现逐年递增的变化趋势。

  从全球市场来看,二氯二苯砜的生产主要集中在几家大型企业中,全球产能多分布在亚洲,其次是欧洲和北美。根据6chem发布的《二氯二苯砜技术与市场调研报告(2020)》显示,国外的主要生产商包括德国巴斯夫(生产设施在欧洲和韩国)、比利时索尔维(生产设施在欧洲、美国和亚洲)、日本住友、印度加尔迈化学及俄罗斯谢符钦克工厂等。其中,索尔维和巴斯夫的二氯二苯砜产能最高,分别达1.5万吨/年和1.2万吨/年,但这些产能主要用于自用生产下游聚砜系列产品,不外售。

  2021年全球二氯二苯砜的总生产能力约为4.8万吨/年。其中,我国的产能提升到1.4万吨/年(仅统计有效产能,占全球产能约30%),表明我国已经在全球二氯二苯砜的生产中占据了重要地位。从地域分布看,山东省产能占比最大;其次是湖北、浙江、江苏。国内二氯二苯砜的生产商主要包括建新股份、旭隆化工、新天界实业、优巨新材、金海新能源、富海集团等。尽管国内市场的参与者众多,但以中小规模企业为主,在产品质量方面与海外发达国家仍存在一定差距。

  (2)双酚A

  双酚A也被称为二酚基丙烷(CAS:80-05-7),不但是生产PSU树脂的重要原料之一,还是聚碳酸酯和环氧树脂等高分子材料的重要原料。因此,近年来,其在全球范围内的产能扩张十分显著。这一趋势在我国尤为明显,目前我国已成为全球双酚A生产的重要基地。

  2020年我国双酚A的产能还不足200万吨/年。然而,到了2021年,我国双酚A的产能显著提升至241.5万吨/年,同比增长19.26%; 2022年底达383万吨/年,增速高达58%;步入2023年,我国的双酚A产能更是达到了487万吨/年;2024年扩张趋势不减,截至2024年上半年我国双酚A产能达到559.5万吨/年,新增产能72万吨/年。但我国双酚A产能快速扩张的同时,导致行业供需矛盾日益突出。例如,2023年我国双酚A的实际产量为296万吨,同比增加41.47%,但供需失衡,产能结构性过剩。从进出口方面来看,由于国内双酚A供大于求,2019年后对进口货源的依赖度逐步下降,对进口形成抑制。部分下游企业正尝试用国内双酚A代替进口产品以降低成本,预计2025年我国双酚A的进口量将进一步下降。而在出口方面,国内低价双酚A具备出口竞争优势,且海外国家如韩国等的双酚A装置有停产计划,这为我国双酚A出口提供了机会。然而,由于国际市场竞争激烈,以及产品性质认证等因素的影响,我国双酚A自2022年起出口量也在下降。

  目前国内双酚A产能超过40万吨/年的企业有科思创、长春化工、浙江石化、江苏瑞恒、恒力石化和万华化学等。其中,浙江石化的双酚A产能高达48万吨/年。此外,还有多家企业计划进一步扩大产能,青岛海湾、恒力石化、惠州忠信(2期)和山东富宇化工等新装置的投产将进一步加剧国内双酚A市场的供需矛盾。

  综上所述,我国双酚A行业在产能扩张的同时面临着巨大的市场压力和盈利挑战。未来,如何在保持产能扩张的同时优化产业结构、提高盈利能力将是该行业发展的关键所在。

  (3)双酚S

  双酚S也被称为4,4'-二羟基二苯砜(CAS:80-09-1),是生产PES的关键单体化合物。而且,双酚S还可用于涂料、皮革改性剂、染料中间体及金属电镀亮光剂等领域。由于双酚A在应用过程中也伴随着潜在的健康风险,甚至会诱发癌症,所以双酚S也被认为是双酚A的理想替代品,成为制造聚碳酸酯、环氧树脂、聚酯和酚醛树脂等材料的优选原料。

  从全球市场来看,得益于下游应用领域的快速发展和对双酚S产品认可度的提升,其消费量在过去十年间呈现稳步增长态势。数据显示,2020年全球双酚S消费量约3.5万吨,2010—2020年的CAGR达到7.4%。同时,全球双酚S市场从2010年的4.2亿元规模增长至2020年11.5亿元,2010—2020年的CAGR为11.8%。

  一些国际化工大企业如巴斯夫、日本小西、日本曹达等在全球双酚S市场有较强的竞争优势,但因化工产业链长,生产的双酚S主要用于内部其他产品的生产使用。在此背景的驱动下,近年国内双酚S行业产量快速增长。其中傲伦达、江阴长盛等研发生产的双酚S系列产品降低了国内市场对进口产品的依赖,在产品质量和成本方面具有较强的竞争力。国内的双酚S产能从2015年的0.61万吨/年增长至2022年的1.42万吨/年,其市场价格也在2022年趋于稳定,控制在2.34万元/吨。现阶段,国内双酚S单体的主要生产企业有江苏傲伦达科技实业股份有限公司、张家港港达新材料科技有限公司、江阴长盛化工有限公司、浙江省海宁市黄山化工有限公司、南通柏盛药业有限公司等。尽管与全球市场相比,我国双酚S的产能和产量仍有较大差距,但已经显示出强劲的增长势头。

  双酚S市场需求量大,尤其是高纯度的双酚S具有广阔的应用前景。随着人们对环境友好型产品的需求增加,双酚S作为一种低毒、高效的替代品日益受到市场的重视。在供应方面,全球双酚S的供应主要集中在少数知名企业,这些企业拥有先进的生产技术和规模化的生产能力,可以满足市场的大部分需求。双酚S市场发展潜力巨大,面对需求的扩张,双酚S企业需要提前扩充产能,以应对未来几年市场供应紧张的局面。

  (4)联苯二酚

  联苯二酚也被称为4,4'-联苯二酚(CAS:92-88-6),它不但是生产PPSU的关键单体原料,也是生产液晶聚合物(LCP)的关键单体原料。除此之外,作为一种重要的精细化工中间体,在医药、染料、香料、橡胶、塑料及电子材料等多个领域均有广泛应用。近年来,随着下游行业如医药制造业的持续增长和对高性能材料需求的增加,联苯二酚市场呈现出稳步发展的态势。

  从全球市场来看,联苯二酚的产能正在逐年提升。相关市场研究报告显示,2023年全球4,4'-联苯酚市场销售额已经达到了1.96亿美元,预计2030年将达到2.71亿美元,CAGR为4.8%。这一增长趋势表明,联苯二酚的市场需求正在不断增加,推动了其产能的扩张。

  联苯二酚的国外生产商主要是美国十拿集团(产能约2.0万吨/年)、日本本州化学工业珠式会社(产能约0.6万吨/年)、印度美洛格特种化学品公司(产能约0.1万吨/年)等。2021年,全球前四大厂商占有大约92.0%的市场份额。2022年以前,由于货源充足、且价格平稳,联苯二酚主要依靠进口,国内的联苯二酚生产厂家数量极少、产能严重不足,联苯二酚单体的生产和销售基本被国外厂商所垄断。然而,受疫情和国内下游市场快速发展的影响,联苯二酚在2021—2022年间不但价格一路攀升,而且一度出现了“有价无市”的情况,严重影响的了国内PPSU和LCP树脂的生产,成为了特种工程塑料领域的技术受限单体。近年来,随着国内特种工程塑料行业不断发展,对原材料需求快速增加,国内厂商四川圣效科技股份有限公司、山东昆达生物科技有限公司、锦州三丰科技有限公司、湖南大乘医药化工有限公司、济南谷瑞特化工有限公司、吴江市新三联化工有限公司等陆续开始新建联苯二酚产能,预计新建产能合计为2.30万吨/年。随着新建产能的逐步释放,有助于打破国内对联苯二酚进口的依赖,降低生产成本,缓解供应困境。

PEEK关键核心单体

  PEEK作为一种高性能材料,因出色的物理、化学和机械性能,已被广泛应用于航空航天、新能源车、医疗器械、电子电气、运动器材、石油化工、食品制药、3D打印等诸多领域。随着这些行业的快速发展,对PEEK及其核心原料的需求也在不断增长。

  (1)二氟二苯甲酮

  4,4'-二氟二苯甲酮,常被称作二氟二苯甲酮(DFBP),是聚芳醚酮(PAEK)类材料的关键聚合单体,尤其是需求量巨大的PEEK的原材料。近年来,PAEK在全球市场上展现出强劲的增长势头,其原料DFBP的市场需求也在持续增长。

  从市场需求来看,我国DFBP的消费量呈现快速增长的态势。从2019年的1036.70吨增长至2023年的1910.71吨,期间的CAGR为16.52%。其中,用于PEEK材料生产的DFBP消费量增长尤为显著,由2019年的986.94吨上涨至2023年的1856.57吨,期间CAGR为17.11%。这一增长趋势主要得益于我国消费电子等PEEK下游市场的快速发展,以及PEEK材料渗透率的显著提升。

  从产能角度来看,目前全球规模化生产DFBP的厂商数量有限。除一些国际知名企业如威格斯拥有部分自产产能外,部分中国企业已经成为重要生产商,中欣氟材就是目前国内生产DFBP的重要代表性企业之一,其DFBP产能已达到5000吨/年。此外,国内还有其他企业也在积极布局DFBP产能,例如新瀚新材现有2500吨/年的DFBP产能正处于试生产前的手续准备阶段。这些企业的加入,将进一步推动国内DFBP产能的提升,满足不断增长的市场需求。

  综上所述,DFBP作为一种重要的化工原料,在全球范围内展现出强劲的市场需求和发展潜力。随着技术的进步和产业的升级,未来DFBP的产能将继续扩大,产品质量也将不断提升。同时,相关企业应继续加强技术创新和产业链整合,以更好地满足市场需求并推动相关产业的快速发展。

  (2)对苯二酚

  对苯二酚即1,4-苯二酚,是生产PEEK的关键单体之一。在化工领域,橡胶助剂和聚合物阻聚剂是对苯二酚的主要应用市场,2023年二者全球消费占比分别为31.40%和28.11%。近年对苯二酚的需求量不断提升,市场规模快速扩大。2024年,全球对苯二酚市场销售额达到5.46亿美元,预计仍将持续增长,到2030年有望达到6.24亿美元,期间CAGR为2.75%。

  全球对苯二酚市场的主要厂商包括索尔维、伊士曼化工、三井化学、宇部兴产等,它们很早就已建立了较为完善的对苯二酚产业链,具有较强的综合竞争力,在全球对苯二酚市场中占据重要地位。此外,我国对苯二酚市场的主要参与者包括江苏三吉利化工、湖北开元化工、重庆上甲电子、兄弟科技、无棣宜能、龙盛控股、利通化工、新宏化工、瑞祥化工等。这些企业在国内对苯二酚市场中占据一定的市场份额,并致力于提升产品质量和扩大产能以满足市场需求。但相比之下,我国对苯二酚产业竞争力与国外先进水平仍存在较大差距,主要体现在生产技术、质量水平相对落后,清洁化技术与自动控制水平较低,生产规模偏小,产业链不完善等方面。

  虽然我国对苯二酚的产量在逐年增长,但仍难以满足市场需求量的增长。例如,对苯二酚产量从2017年的仅1.65万吨快速提升至2022年的2.86万吨,但2022年我国对苯二酚需求量已经增长为3.18万吨(市场规模达到18.73亿元),产量与市场需求量仍有一定差距。可以预见,未来几年我国对苯二酚市场规模将继续扩大,为相关企业带来更多的市场机遇。

LCP关键核心单体

  LCP即热致液晶聚合物是一种高性能的工程塑料,独特的物理状态和化学结构赋予了其出色的耐热性、高强度、高尺寸精度和稳定性等优异性能。而这些卓越的性能,很大程度上得益于LCP的关键单体。

  LCP的基本结构为全芳香族聚酯,其关键单体除对羟基苯甲酸(p-HBA)外,还有6-羟基-2-萘甲酸(HNA)、对苯二甲酸(TPA)以及4,4′-联苯二酚等。这些单体在LCP的分子结构中发挥着不同的作用,共同决定了LCP的物理和化学性质。未来,随着科技的不断进步和人们需求的日益增长,LCP及其关键单体将在更多领域发挥重要作用,为人类社会的发展贡献更多力量。

  (1)p-HBA

  p-HBA作为一种重要的化学物质,在食品、农药、化妆品和医药等多个领域都有着广泛的应用。其生产工艺有多种,主要包括苯甲酸氧化法、苯甲酸羟化法、苯酚羟化法及以水杨酸为原料的转位法等。其中,苯甲酸氧化法以反应速度快、效率高、产品纯度高等优点,成为了目前较为成熟和广泛采用的生产工艺。该工艺主要采用过氧化铁作为氧化剂,在高温高压下进行反应,能够稳定地产出高质量的p-HBA。除了传统的生产工艺外,近年来还涌现出了一些新的合成方法,如以超临界二氧化碳作为反应介质和反应物合成p-HBA等。这些新方法不仅缩短了反应时间,降低了能耗,还提高了产率,为p-HBA的生产带来了新的机遇。

  据数据显示,全球p-HBA市场的年均复合增长率预计将达到稳健的7.3%。到2024年末,市场规模有望突破50亿美元大关。这一增长主要归功于其在食品、化妆品和医药领域中不可替代的应用价值及不断扩大的需求。特别是在食品行业中,p-HBA在延长保质期和抑制有害菌生长方面显示出显著优势,市场需求持续增长。

  在全球范围内,对p-HBA的主要生产国家包括中国、美国、德国和日本等。其中,我国凭借丰富的资源和成熟的工艺,已成为全球最大的p-HBA生产国,占据了市场的主导地位。江苏、山东、河北等地是国内p-HBA主要生产地区,产能占据了全国总产能的较大份额。据不完全统计,国内聚合级p-HBA的年产能约为10万吨。其中,江苏盐城、江苏常州等地是其主要生产基地。例如,浙江圣效化学品有限公司是p-HBA国内最大规模生产企业之一。

  综上所述,p-HBA的产能在国内外市场上都呈现稳步增长的趋势。未来,随着各领域的不断发展和技术的进步,p-HBA的需求量将继续增加,其产能也将进一步提升。同时,生产企业需要关注市场需求的变化和技术创新的发展,以不断提升自身的竞争力和市场份额。

  (2)HNA

  HNA作为一种重要的化工原料,在液晶材料工业中扮演着至关重要的角色,特别是在合成LCP方面,被视为不可或缺的关键原料。近年来,随着全球范围内对高性能材料需求的不断增长,尤其是LCP市场的快速增长,HNA的产能和市场规模也呈现出稳步扩大的趋势。

  在全球范围内,HNA的生产主要集中在少数几家实力雄厚的生产商手中。根据最新的市场调研报告,全球HNA的核心厂商主要包括上野精细化工、苏州思睿屹新材料、浙江圣效化学品和常州百川化工科技等。这些生产商凭借卓越的生产技术和稳定的产品质量,不仅在全球市场占据重要的份额,而且还在不断扩大产能,以满足日益增长的市场需求。

  未来几年,随着全球经济的持续复苏和下游市场的不断增长,HNA的产能和产量还将继续保持稳步上升的趋势。预计到2030年,全球HNA市场规模将达到2.12亿美元,未来几年内的CAGR将稳定在7.7%左右。这一增长趋势将带动HNA产能的进一步扩大和技术的不断创新。然而,值得注意的是,HNA的生产难度较大,目前只有少数企业掌握其核心生产技术。因此,在未来的市场竞争中,拥有先进生产技术和稳定产品质量的厂商将占据更大的优势。同时,随着环保意识的不断提高和政府环保政策的严格,HNA生产商还需要注重环保和可持续发展,以确保行业的长期稳定发展。

  综上所述,HNA的产能在全球范围内呈现稳步上升的趋势。未来,随着市场需求的不断增长和技术的不断创新,HNA的产能将继续扩大,为全球市场的稳定供应和行业的持续发展做出重要贡献。

PI关键核心单体

  PI作为一类高性能聚合物,在现代工业中具有举足轻重的地位。优异的耐热性能、力学性能、电绝缘性能及化学稳定性,使其在航空航天、电子电器、生物医疗等多个领域展现出广泛的应用前景。而PI的这些卓越性能,很大程度上得益于其关键单体——二酐和二胺的精心选择与合成。

  (1)联苯四甲酸二酐

  作为一种重要的化工原料,联苯四甲酸二酐(BPDA)在新型显示材料、高性能聚合物等领域具有广泛的应用前景。近年来,随着市场对高性能材料需求的不断增加,BPDA的产能和市场需求呈现快速增长的趋势。

  从全球范围来看,BPDA的生产企业主要集中在日本、中国等国家和地区。其中,日本宇部、日本三菱化学等企业是全球BPDA生产的重要力量。而在我国,BPDA的生产企业呈现出多元化的特点,包括天津众泰材料科技有限公司、河北海力香料股份有限公司、上海固创化工新材料有限公司、河北君瑞沣新材料有限公司等。这些企业在BPDA的生产领域具有较高的技术水平和市场竞争力。

  根据统计数据,2022年我国BPDA的有效产能已经达到了约1000吨/年。不仅满足了国内市场的需求,还部分出口到国际市场。然而,随着市场对高性能材料需求的不断增加,BPDA的产能面临着进一步提升的压力。因此,近年来国内BPDA生产企业纷纷加大新建和扩建项目的投入。例如,山东盛华新材料科技股份有限公司计划年产300吨BPDA,中节能万润股份有限公司计划年产100吨BPDA,河北彩客新材料科技股份有限公司计划年产500吨BPDA等。这些新建和扩建项目的投产将进一步增强我国BPDA的供应能力,满足市场对高性能材料的需求。此外,全球其他地区也在积极扩大BPDA的产能。根据市场预测,未来几年全球BPDA市场将保持快速增长的态势,CAGR有望达到较高水平,必将带动全球BPDA产能的进一步提升。

  (2)1,4'-对苯二胺

  对苯二胺,即1,4'-对苯二胺(p-PPD),作为一种重要的有机化合物,广泛应用于制造偶氮染料、硫化染料、毛皮染色剂、橡胶防老剂、照片显影剂、燃料、合成树脂及环氧树脂固化剂等,展现出广泛的应用价值。随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,p-PDA的市场需求持续增长,其产能不断提升。

  近年来,p-PDA的国内产能一直呈现逐年增长的趋势。据统计,2022年我国p-PDA行业产能约6.63万吨/年,在此背景之下,我国p-PDA的产量已从2017年的3.08万吨增长至当年的4.97万吨,已经能够满足2022年国内4.69万吨的需求总量。

  p-PDA产能水平的提升,主要得益于行业内主要企业的产能扩张和技术进步。现阶段,国内p-PDA生产企业主要集中在江苏、安徽、内蒙古等省市,这些地区的产能占比超过了全国总量的50%。其中,浙江龙盛集团股份有限公司、内蒙古凯立帝化工有限公司、定远县尚时新材料有限公司等是主要代表。

  2022年,我国p-PDA需求总量4.69万吨,其中橡胶助剂领域需求量为1.18万吨,染料、颜料领域需求量为1.85万吨,其他领域需求量为1.66万吨。这些传统的涂料、颜料行业虽然仍占据一定的市场份额,但受到环保政策的影响,其需求量占比有所下降。而橡胶助剂领域则在汽车工业轮胎市场的带领下,需求占比持续提升。此外,随着对位芳纶等高性能材料的产业化技术突破,p-PDA在高性能纤维领域的应用也将得到进一步拓展。

  (3)4,4'-二氨基二苯醚

  4,4'-二氨基二苯醚(ODA)作为一种重要的化工原料,在PI、聚马来酰亚胺等树脂的生产中发挥着关键作用。同时,它也是合成3,3'-四氨基二苯醚、4,4'-四氨基二苯醚等化合物的原料,并可用于制备聚苯并咪唑等耐高温杂环高分子。由于其独特的性能,ODA在耐热性塑料如PI薄膜、PI纤维、PI泡沫以及PI涂料等领域有着广泛应用。

  从全球范围来看,ODA的生产企业数量相对较少,但产能相对集中。近年来,随着全球市场对PI等高性能材料需求的不断增长,ODA的产能在逐步扩大。特别是在我国,由于市场需求持续增长及产业政策的支持,ODA的生产项目有所增加,产能得到了显著提升。

  我国ODA主要生产企业包括南通汇顺化工有限公司、东营明德化工有限公司、山东冠森高分子材料科技股份有限公司、山东欧亚新材料科技有限公司及山东万达化工有限公司等。这些企业不仅在国内市场占有重要地位,还在国际市场上展现出一定的竞争力。其中,南通汇顺化工有限公司和东营明德化工有限公司的生产规模相对较大,具有年产数百吨ODA的能力。

  市场研究报告显示,我国ODA的市场需求量从2019年的1.22万吨增长到2023年的1.89万吨,需求增速保持在10.8%~13.4%。这一增长趋势预计将持续下去,到2027年甚至更远的未来,中国市场的ODA需求量还将继续增加。为了满足市场需求,我国的ODA生产企业正在不断扩大产能,提高产品质量。

  除了我国,北美、欧洲、日本及东南亚等地区也是ODA的重要生产地。这些地区的生产企业同样在积极扩大产能,以满足全球市场对高性能材料的需求。特别随着电子、航空航天等高科技产业的快速发展,ODA等高性能材料的需求将更加旺盛。

  值得注意的是,ODA的产品类型多样,其中重结晶型ODA因其高纯度(超过99.8%)而备受青睐。这种产品主要应用于电子级PI薄膜的制备,而电子级PI薄膜广泛应用于柔性显示基板和盖板、柔性印刷电路板(FPC)、石墨散热膜以及半导体封装等领域。随着这些领域的快速发展,重结晶型ODA的市场需求将持续增长。

  综上所述,ODA作为一种重要的化工原料,在全球范围内具有广泛的应用前景。随着全球市场对高性能材料需求的不断增长,以及生产技术的不断进步,ODA的产能将继续扩大,产品质量也将不断提高。未来,ODA将在更多领域展现出其独特的价值应用潜力。

总结

  特种工程塑料作为一类综合性能较高、长期使用温度在150℃以上的工程塑料,在电子电气、汽车、航空航天、医疗器械等高端领域具有广泛的应用。近年来,随着新能源汽车的推广和基础设施的建设,特种工程塑料的市场需求持续释放,推动了其上游原料市场的快速发展。

  上游生产原料,尤其是关键单体原料的供应能力、价格成本是影响特种工程塑料产业化发展的重要因素。这些原料的供给量及价格波动均会直接影响特种工程塑料的生产制造。因此,针对特种工程塑料关键单体的未来发展应尽快解决以下问题:

  (1)关键核心单体的进口依赖。为满足市场需求,应尽快扩大产能规模,实现自主生产和稳定供应,完成进口替代,摆脱进口依赖。例如PA4T树脂采用的丁二胺单体,LCP和PPSU树脂的联苯二酚单体等。

  (2)关键核心单体的价格。应通过技术创新和产业升级,提高生产效率,扩大生产能力,降低关键原材料的生产价格,从而促进特种工程塑料下游市场的拓广和应用。例如PA12T的十二碳二胺等。

  (3)关键核心单体的纯度。国内企业应增加对生产工艺优化和技术持续创新的投入,提高产品质量,建立品牌影响力,提升市场竞争力,拓展海外市场份额。

  (4)关键核心单体的环保。随着环保要求的提高,绿色可持续发展成为上游原料市场的重要趋势。上游原材料生产商应注重环保标准的提升,以满足特种工程塑料对环保性能的需求。

  综上所述,特种工程塑料上游原料市场呈现出多元化、精细化和绿色化的发展趋势。未来,随着行业技术的不断进步和市场需求的持续增长,上游原料市场将迎来更加广阔的发展前景。同时,我国特种工程塑料企业也将继续加强技术创新和产业升级,提高原材料的自给率,降低对国外进口的依赖度,推动整个产业链的可持续发展。

陈峥  吉林大学化学学院教授,博士生导师。现任吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心副主任,吉林大学化学学院高分子工程本科教学实验室主任,第二批吉林省科创专员。一直从事特种工程塑料制备与加工、功能高分子材料等方向的研究工作。在JACS、Nat. Commun.、Macromolecules等国内外主要学术刊物上发表SCI论文70余篇,授权国家发明专利10项(第一发明人)。已主持并完成国家级、省部级项目10余项。


当前评论