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聚醚应用分析及前景

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摘 要:聚醚多元醇是聚氨酯以及多种非离子表面活性剂的重要合成原料之一,在皮革、塑料、橡胶、油、纤维、涂料、金属及纺织品加工领域均有广泛的应用。近些年来,随着我国聚醚多元醇市场需求量的逐步上升,聚醚多元醇行业也进入了快速发展阶段,具有广阔的应用发展前景。

关键词:聚醚多元醇 应用 发展前景

近些年来,国内外聚醚行业发展势头迅猛。国外聚醚多元醇生产企业,例如Lyondell、Bayer、等凭自身的规模及产量顺利跻身于全球市场,发展势头良好。而国内生产企业也不甘示弱,大力研发新型产品,加快改建与扩建,聚醚多元醇的发展十分迅速。

一、聚醚的概念及发展史分析

聚醚,即“聚醚多元醇”,指的是一类分高分子化合物,这些高分子化合物具有一个共同特点,即分子主链上存在醚键―R―O―R'―(R、R'均为烃基)。

聚醚多元醇是在上个世纪30年代初开始发展的,其最初多用于非离子型表面活性剂的合成领域。在1939年,美国Wotter与Scretle成功利用聚醚多元醇合成了烷醇聚醚非离子型表面活性剂;在1940年,他们再次合成了烷基酚聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂;随后在1953年,Du Pont公司第一次利用聚醚多元醇合成了聚氨酯软泡;次年,美国怀安多特公司利用氧化丙烯-氧化乙烯嵌段共聚醚合成了聚氨酯泡沫塑料,并在1957年,成功实现了聚醚类聚氨酯泡沫塑料的工业化生产。随着近些年的发展,聚醚多元醇的产量不断提高。全球聚醚生产规模相当大,生产也相对集中,多掌握在大型跨国公司,诸如拜耳、壳牌、陶氏及巴斯夫等化学企业手中。在2003年,世界聚醚生产量已超过380万t,2005年,高达540万t,2006年,上升到了610万t,聚醚多元醇产量以年均3%的速度逐步增加。与此同时,国内聚醚生产企业的数量及规模也在不断增加,聚醚多元醇的产能迅速增加,由2005年的35万t迅速发展成为2006年的87万t。

二、聚醚的主要应用分析

聚醚多元醇主要包括三类:1)PPG,即聚氧化丙烯多元醇,是以多元醇及有机胺等作为起始剂,同环氧丙烷、环氧乙烷共聚,或同环氧丙烷相聚合反应生成的;2)POP,即聚合物接枝聚醚多元醇,可利用丙烯腈、苯乙烯等原料,同聚醚多元醇接枝产生聚合反应生产;3)PTMEG,即聚四亚甲基醚二醇,是利用四氢呋喃二醇发生共聚或均聚反应所合成的。以下针对不同类型聚醚的应用进行具体分析:

1.聚氧化丙烯多元醇

聚氧化丙烯多元醇属于一种通用型的聚醚多元醇,它应用最为广泛的当属PU泡沫塑料领域。聚氨酯泡沫塑料是PU中最为重要的制品之一,它占PU的总产量的比例超过了50%,在各类PU制品中,软质泡沫塑料居首位。对于软质泡沫塑料而言,其不仅具有良好的回弹性,而且塑料柔软、受压后永久变形小,因此,在衬垫及包装等材料中有广泛应用;对于硬质泡沫塑料而言,由于其质轻,具有较高的比强度,且隔热性能佳、热导率低,因此,在保温隔热材料中具有广泛的应用;就半硬质泡沫塑料而言,其具有良好的抗冲及缓冲性能,因此,适用于工业缓冲、防震及包装材料领域。此类制品所采用的聚醚分别为软质、半硬质(多为三元醇聚醚),其中,硬质泡沫塑料常采用的是四羟基、五羟基等多元羟基聚醚。

2.聚合物接枝聚醚多元醇

聚合物多元醇是在聚醚多元醇的基础上逐步发展起来的,属于二代聚醚,POP多应用于进行高回弹、高荷载性能的弹性体、聚氨酯软质泡沫塑料及半硬质泡沫塑料的合成与制备领域,POP适宜在PU泡沫块状、模塑及反映注射模塑发泡工艺中应用。

3.聚四亚甲基醚二醇

聚四亚甲基醚二醇属于一种高性能聚醚多元醇,多用于合成热塑性PU弹性体及氨纶。由于聚四亚甲基醚二醇可以有效制备高性能的PU弹性体,因此,具有良好的耐水解、耐菌、耐磨、耐油性,具有高模量、电绝缘及低温等性能,因而极受青睐。聚四亚甲基醚二醇多应用在氨纶、电缆、薄膜、汽车配件、医疗器材、轮胎、耐油密封部件、胶辊及矿井、低温场合所应用的制品中。据不完全统计,全球聚四亚甲基醚二醇在氨纶制备中的应用占32 %,在热塑性PU弹性体制备中的应用占27%,在CPU中的应用占21%。

此外,聚醚多元醇还包括了PEG(聚氧化乙烯多元醇),广泛用于制药、化妆品、橡胶、化纤、造纸、食品、电镀加工等领域。

三、聚醚市场前景展望

当前,在我国聚醚多元醇的消费中,约有三分之二用于进行PU软泡及硬泡的制造,虽然PU硬泡的消费较软泡而言较低,但其应用领域正在迅速增长。我国PU硬泡约56%用于冷库、冰箱及冰柜中,25%应用于建筑领域。在发达国家,聚醚多元醇有49%用于建筑领域,由此可见,聚醚在国内建筑行业的市场应用潜力仍相当大。

近些年来,随着PU涂料、密封剂、胶粘剂及弹性体等市场的迅速增长,聚醚多元醇的市场需求量及前景将十分可观。随着汽车行业的飞速发展,聚醚在车用PU部件中的需求迅速增长。因此,我国聚醚的消费结构已经开始迈向多元化,并将推动该行业逐步朝着纵深方向发展。为了进一步改善PU制品的工艺,提高其性能,进一步拓展其用途,我国正在加快聚醚新品种的研发,例如耐高温、阻燃、芳香族聚醚等。

此外,聚合物多元醇也开始朝着高固含量方向发展。国内石化公司已经成功研制出了高固含量POP,并开发了万吨级连续法POP生产工艺,并在高承载、高回弹泡沫塑料、软质及半硬质泡沫塑料制品中投入应用,将在未来几年中实现聚醚多元醇产量的大幅提高。

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