聚碳酸酯(PC)是一种性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的抗冲击能力,耐蠕变和尺寸稳定性好,耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良,是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品,也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断深入,正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。
聚碳酸酯(PC)的特性解析
物化性能:纯PC树脂是一种无定形、无味、无嗅、无毒、透明的热塑性聚合物,分子量一般的~范围内,相对密度1.18~1.20,玻璃化温度~℃,熔~℃。聚碳酸酯具有一定的耐化学腐蚀性,耐油性优良.
由于聚碳酸酯的非结晶性,分子间堆砌不够致密,芳香烃、氯代烃类有机溶剂能使其溶胀或溶解,容易引起溶剂开裂现象。耐碱性较差。
机械性能:聚碳酸酯是机械性能优良,尤为突出的是它的冲击强度和尺寸稳定性,在广阔的温度范围难仍能保持较高的机械强度,其缺点是耐疲劳强度和耐磨性较差,较易产生应力开裂现象。
冲击强度:聚碳酸酯的冲击强度在通用工程塑料乃至所有的热塑性塑料中都是很突出的,其数值与45%玻纤增强聚酯PET相似。影响聚碳酸酯冲击强度的主要因素有分子量、缺口半径、温度和添加剂等。耐蠕变性:聚碳酸酯的奶蠕变性在热塑性工程塑料中是相当好的,甚至优于尼龙和聚甲醛。因吸水而引起的尺寸变化和冷流变形均很小。这是它尺寸温度性优良的重要标志。疲劳强度:聚碳酸酯抵抗周期循环应力往复作用的能力较差。耐摩擦磨耗性:与其他的工程塑料相比,聚碳酸酯摩擦系数较大,耐磨性较差。热性能:在通用工程塑料中,聚碳酸酯的耐热性还算是较好的,其分解温度在℃以上,长期工作温度可高达℃;同时它具有良好的耐寒性,脆化温度低达-℃;其长期使用温度范围是-60~℃。
电性能:聚碳酸酯的分子极性小、玻璃化转变温度高、吸水性低,因此具有优良的电绝缘性能,接近或相对于向来被认为电绝缘性能优良的PET。聚碳酸酯的电绝缘性与温度、湿度、电场频率和制品厚度密切相关。
耐老化性和耐燃性:聚碳酸酯的耐热老化性能也相当好,若将其薄膜放置空气中长时间加热,其性能变化很小。但是若聚碳酸酯长期处于阳光、氧、水汽作用,尤其再加上高温,本身又含有一定杂质的情况下,会引起降解。聚碳酸酯是可燃的,火焰呈淡黄色、冒黑烟;氧指数仅25%,离开火焰自熄。一般加入卤化物、三氧化二锑、氢氧化镁、磷酸和红磷等改性提高阻燃性。
光学性能:聚碳酸酯是非结晶性物质,纯净聚碳酸酯无色透明,具有良好的透光性,因其表面硬度较差,耐磨性不好,表面容易发毛而影响其透光率。
生产状况
聚碳酸酯工业化合成主要是界面光气化路线(界面缩聚法),以双酚A为原料,使用光气、氢氧化钠和二氯甲烷为原料及反应助剂,此法工艺成熟,产品质量较高,易于规模化和连续化生产,经济性好等,长期占据着聚碳酸酯生产的主导地位。但由于该法使用的原料光气剧毒,因此近年来各大公司纷纷研究非光气法生产路线。
年非光气法工艺(熔融酯交换缩聚法)研究成功,并由GE塑料日本公司实现了工业化生产。主要以双酚A与碳酸二苯酯为原料,该工艺是一种符合环境要求的“绿色工艺”,已成为今后聚碳酸酯合成工艺的发展方向,预计未来在聚碳酸酯生产中将逐渐占据主导地位。
年全球PC总生产能力约万吨/年,PC生产主要集中在美国、西欧和日本,上述三大产地生产能力约占世界总生产能力的90%。目前世界聚碳酸酯工业发展呈现两大特点,一是生产更趋集中和垄断,德国拜耳公司、美国GE化学公司、道化学公司及日本帝人公司的生产能力占世界总生产能力的80%左右,这几大公司控制着世界聚碳酸酯的生产与市场,主宰着世界聚碳酸酯的命运。
聚碳酸酯的规模化生产,目前芳香族(双酚A型)占绝对主导地位;脂肪族聚碳酸酯目前仍是小众,其技术和产品性能仍在继续改进。合成技术方面,中国与国外的状况基本类似:界面缩聚法和熔融缩聚法所占比重大致相当。今后几年内,随着国内大量熔融缩聚法装置的投建,这个比例会略有倾斜。但总体上,两种工艺路线各有千秋:界面缩聚法反应速度快、条件温和,在产品的质量和种类等方面更有优势,而熔融缩聚法由于不使用光气,对地域的限制更少。
纵观过去二三十年的发展历程,聚碳酸酯的生产和消费应用经历了起起伏伏,在生产、贸易、应用以及地域方面都有了非常大的变化。
产能方面,从20世纪90年代开始,全球聚碳酸酯的总产能得到了井喷式发展,每隔4到5年就会新增万吨/年产能。在20世纪90年代中期,全球总产能首次突破万吨/年,年达到万吨/年,4年再次突破万吨/年,8年又突破万吨/年,年更是达到万吨/年。预计~年间,将很快突破万吨/年。这种跳跃式的提升,背后是极大的市场需求支撑。
截至年底,全球聚碳酸酯的总生产能力已经稳定在万吨/年以上,生产装置主要集中在西欧、北美和东北亚地区。近两年来,由于亚洲特别是中国市场需求的刺激驱动,聚碳酸酯的投资和生产重心已经大大偏向了亚洲,尤其是向中国、泰国、印度等发展中国家转移。
应用发展
尽管PC具有许多优异性能,然而由于PC分子链的高刚性和大的空间阻位使其具有较高的熔体粘度,因此加工困难,易开裂,耐溶剂性和耐磨损性较差,因此对PC改性研究成为PC应用研究最重要的课题,目前聚合物合金化成为PC改性重要途径,国外已有大量性能优良PC合金投入市场,随着PC合金材料的研究不断进展,PC的应用范围不断扩大,
从各个细分应用市场的未来增长率分析,得益于未来中国制造转型升级和居民消费升级等有利因素的驱动,预计国内聚碳酸酯在电子电气、汽车、家电、医疗等领域仍将维持4%~6%的增速。而随着云存储和5G等新型存储方式和高速网络的发展,光学媒体市场还将会继续萎缩。板材和包装等领域的增长则与国家的基础设施建设和法律法规建设密切相关,预计会维持3%~5%的中速发展。预计未来五年,国内各领域的消费结构不会发生明显改变,但在电子电气(尤其是消费电子)和汽车(尤其是新能源汽车)市场的消费占比将持续升高。
销售现状
(1)销售渠道
与其他商品的销售方式类似,聚碳酸酯的国内销售(主要指聚碳酸酯的纯料及下游改性原料)主要分为直销和分销两种模式。
①直销模式
直销指厂家直接销售商品和服务,对聚碳酸酯销售而言,即在“树脂厂→改性厂(非改性应用无此环节)→制品加工厂”这个商流中无其他中间环节参与,全部是直接发生业务关系。这种模式主要针对大客户(使用量大)或重点领域和市场。
②分销模式
分销模式(代理/贸易模式)指建立销售渠道,即产品通过一定渠道销售给下游客户,在“树脂厂→改性厂(非改性应用无此环节)→制品加工厂”这个商流中引入贸易商参与,承担供应链融资、库存管理、市场开拓维护、售后服务处理等功能。这种模式下的贸易商又分四种不同类型:
(a)代理商一般与树脂厂有相关合作协定,树脂厂对代理商大多也有资金支持(账期)和深度合作(一起开拓市场等),主要承担某个特定产品线,特定市场。特定区域的销售,负责对下游提供资金、库存、甚至技术支持和售后服务等。同时必须向树脂厂分享市场讯息,承担特定销售数量等。
树脂厂通常对代理商数量有所控制,代理商销售量一般占树脂厂总销售的30%~50%。
(b)分销商一般与树脂厂无相关合作协定,或者与代理商直接发生业务关系,但因为历史原因或者商务关系,也承担上述代理商的责任和义务。
树脂厂通常对分销商数量没有具体控制,分销商销售量一般占树脂厂总销售量的10%~30%。
(c)工贸一体的贸易商这种一般与树脂厂无相关合作协定,或者与代理商直接发生业务关系,主要是因为这种贸易商拥有生产部门,往往以某种特别价格(比较低)使用树脂厂的某些产品。通常出于完成销售业绩或维持某种商务关系的需要,树脂厂往往默许这种贸易商向市场销售产品。
这类贸易商的销售量一般占树脂厂总销售量的5%~10%。
(d)普通贸易商一般与树脂厂无相关合作协定,只是树脂厂的普通客户,可能与上述3种贸易商均发生贸易关系,只对其下游客户承担相应的服务功能,合作关系主要受价格影响较大。
树脂厂通常对普通贸易商数量也没有具体控制,其销售量一般占树脂厂总销售量的5%-10%
聚碳酸酯作为应用最广泛的材料之一,还有很多内容可以介绍,摩塑网后续专门整理了,聚碳酸酯的行业发展报告,涉及聚碳酸酯下游市场应用分析,国内的政策法规等,欢迎持续