特种工程塑料的市场和发展现状

聚酰亚胺（ＰＩ）是耐高温聚合物，在５５０。Ｃ能短 期保持主要的物理性能，能长期在接近３３０。Ｃ下使
用。在耐高温的工程塑料中，Ｈ是最有价值的品种
发的热点。为了提高ＰＩ的应用性能，ＰＩ的改性及其 与复合材料的开发与应用成为今后相当长时间内
Ｈ的研究与开发热点，如聚均苯酰亚胺用石墨或聚 四氟乙烯（ＰＴＦＥ）填充后，可以明显降低摩擦系数， 用于汽车止推垫圈、高温刹车片、挡风玻璃刮水器、 飞机的气体透平发动机用轴承、轴衬和垫圈；在ＰＩ 中添加玻璃纤维或硼纤维后，被称为超强级工程塑 料。可用于制备喷射发动机结构部件；含硅ＰＩ可赋 予材料良好的溶解性、透气性、耐冲击性、耐候性及 粘合性；另外还有含氟ＰＩ等。 ＰＩ树脂是一种耐热超强材料，有助于在ＬｃＤ８ 上显示高清晰度的图像。日本日产化学公司计划成
Ｅｘｔｅｍ树脂以其极好的性能、加工成本低和无需＝ 次再硫化或结晶处理。Ｅｘｔｅｍ树脂在以下工业中拥 有新的应用机遇：半导体硅晶片处理、枪械、油气加 工、航天、高性能纤维、电子和汽车工业。Ｆ＿，ｘｔｅｍ树
脂的性能为：连续使用温度高达２３０℃，玻璃化转变
个厂家生产的薄膜在出口，连同覆铜箔全国出口量
近８０ ｔ／ａ。现主要生产厂家有上海合成树脂研究
和飞行器发动机、通讯仪器、建筑机械、工业机械、商 用设备、电子电气和微电子、分析和医疗设备，以及 传输和纺织设备等领域，将促进我国化工产品的升
进，使我国成为继美国、日本之后第三个可以生产这
种塑料材料的国家。该热塑性ＰＩ不仅具有优异的 力学性能、介电性能及耐热、耐腐、耐磨等特性，还克
服了大多数ＰＩ不溶和难以加工的缺陷，表现出良好
的热加工特性，能采用模压、挤出和注射成型等方法
了坚实的基础，同时也提高了国产ＰＩ在国际上的竞
争能力。 世界上第一条氯代苯酐生产线（５００ ｔ规模）由 中科院长春应用化学研究所和大连瑞泽农药股份有
建设的年产１０００ ｔ高性能ＰＩ树脂生产线于２００５年
底投产。 常州市广成新型塑料有限公司和南京工业大学
联合研发的热塑型ＰＩ及其规模化生产技术也已通
过专家鉴定。该技术填补了国内空白，产品性能先
原来的６步过程简化为两步反应，从而大幅度减少
辅助试剂和溶剂的使用量，减少废弃物排放，降低过 程消耗，最终达到降低ＰＩ生产成本的目的。该技术 的实施为高性能高分子材料的市场开发和应用奠定
的微芯片材料生产装置的产量提高６０％。该公司 的目标是，到２００７年将这些产品的销售额提高到 ２２０亿日元。 ＧＥ塑料公司推出高功能无定形ＰＩ新家族，该 聚合物易于加工，并且无需再硫化处理。这是ＧＥ
好；④介电性能优异；⑤化学性质稳定，对酸、碱很稳 定；⑥抗蠕变能力强，摩擦性能优良。 ＰＩ是目前使用温度最高的高分子材料。它以 薄膜、塑料、粘台剂、复合材料、纤维及泡沫塑料等结
使用卤系阻燃剂而具有内在的阻燃特性。迄今一些
用户要求使用超高性能的塑料仍选用昂贵的酰亚胺 类热固性塑料或高性能半结晶树脂。这是因为新的
已基本形成开发研究格局，研发了ＰＩ几大品种，如 均苯型、偏酐型、联苯二酐型、双酚Ａ二酐型、单醚
酐型、酮酐型等，并得到初步应用。２００６年我国ＰＩ 生产能力已达１３００ ｔ／ａ，生产厂家扩大到２６家。４
１００
司在生产高性能ＰＩ树脂时，以Ⅳ，Ⅳ’垭甲基二苯基
双马来酰亚胺与Ｏ，Ｏ’－－烯丙基双酚Ａ为主要原 料．添加了具有酰亚胺结构的活性单体及适量的促 进剂，并使用该公司的专用设备管道式反应器，采用 连续法生产。经查新，其配方及工艺具有创新性。
ＭＰａ。通过该加工工艺制成的ＰＩ制品已在发电
机组、空压机、烟草包装机械、传输泵密封等高技术 领域得蓟成功应用。为了开拓更为广泛的应用领 域，长春应化所又在汽车制动摩擦材料、压缩空气脱 湿膜组件等设备上进行了中试和试生产，所有的ＰＩ
全球对ＰＩ的需求龙其在金属替代方面颇为强
产品。如西北化工研究院每年向欧洲出１３数十吨 ＢＭＩ，上海合成树脂研究所每年也有少量产品出口。 中科院长春应化所开发的ＰＩ相关技术获得包 括美国专利在内的３０余项发明专利，承担了由氯代
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苯酐直接合成ＰＩ及其制品的加工工艺项目，最终开 辟了一条由氯代苯酐直接合成ＰＩ的全新途径，某些 结构的ＰＩ的特性粘度已达到０．５ ｄＬ／ｇ，强度达到
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特种工程塑料的市场和发展现状
钱伯章
（金秋石化科技传播工作室．上海２００１２７）
特种工程塑料通常是指相对通用工程塑料而言 性能更加优越、独特，长期使用温度均在２００。Ｃ以上 的一些塑料材料．如聚酰亚胺（ＰＩ）、聚砜（ＰＳＵ）、聚 苯硫醚（ＰＰＳ）、聚醚醚酮（ＰＥＥＫ）和聚醚砜（ＰＥＳＵ） 等。这些塑料的主要市场是电子电气、汽车工业、军 工产品及压缩机部件等。 特种工程塑料的性能优异、价格昂贵，最初主要
该树脂具有突出的耐热性和优良的冲击性能，经西
北化工研究院检测，其各项性能指标符合Ｑ／ ＱＴＹ０２／２００５标准要求．可满足用户要求。该公司
制品性能都达到了使用要求，为产品的工业化生产 提供了有效的工艺和技术支持。 经综台测算，这种由长春应化所开发的ＰＩ及制
品合成新工艺可使ＰＩ的生产成本降低３０％以上。 新工艺可将由氯代苯酐出发合成ＰＩ的反应步骤由
１．１
西北化工研究院生产了双马来酰亚胺（ＢＭＩ）；吉林 长春应化所、吉林高科公司生产了联苯型ＰＩ模塑料
等。 我国除了以均苯二酐为原料的ＰＩ薄膜有数百
世界需求市场
２００６年全球消费ＰＩ约６．５万ｔ。主要生产厂家 约５０余家，其中美国有１４家、西欧有１１家、日本有
１３家。此外．俄罗斯、中国、印度、韩国、马来西亚和 中国台湾均有少量生产。目前美国、西欧和１３本的 消费量已超过４万ｔ／ａ，其中美国为２．Ｉ万ｔ／ａ。美
３０％。ＧＥ公司将对ＰＥＩ技术的重大改进是采用了
不同的单体。先进的ＰＥＩ树脂可使耐热温度从 ２３０。Ｃ提高到３００。Ｃ，且其混配物和共聚物将有更高 的耐热性能。这将使ＰＥＩ达到ＰＥＥＫ类和其它高耐 热性热塑性塑料的性能范畴。潜在的应用领域包括
电信设备和防护设施。选是ＧＥ公司几乎２０年来 第一次推出的新聚合物。该公司正以中等规模生产 这种树脂，Ｃａｒｔａｇｅｎａ ＰＥＩ装置可实现这种新树脂的 生产。 １．２我国发展现状 我国几乎与世界同步开始ＰＩ的研制与开发，现
使用，而在一２６９６Ｃ下仍不会脆裂；②力学强度高，均
苯型ＰＩ薄膜的拉伸强度可达１７０ ＭＰａ，而联苯型ＰＩ 达４００ ＭＰａ。随着温度升高，变化很小；③耐辐射性
倍提高其用于液晶显示屏的ＰＩ树脂的产量。该公 司投资约２０亿日元（合１８４０万美元）于２００５年第 二季度将其在千叶的ＰＩ装置生产能力扩大到４６０ ｔ／ａ。另外，该公司还耗资１０亿日元将其在富山县
之一，它具有优良的尺寸和氧化稳定性、耐化学药品
性和耐辐射性能．以及良好的韧性和柔软性。 由于Ｐ１分子中含有十分稳定的芳杂环结构，使 其体现出其它高分子材料所无法比拟的优异性能： ①耐高低温性．由联苯二酐和对苯二胺合成的ＰＩ， 其热分解温度可达６００℃，是迄今为止聚合物中热 稳定性较高的品种之一，在如此温度下，短时间基本 上可以保持原有物理性能，可以在３３３℃以下长期
种无定形聚合物，具有卓越的性能，可克服某些半结
晶材料、酰亚胺类热固性塑料和其它无定形热塑性 塑料的缺点。ＧＥ公司的Ｅｘｔｅｍ树脂将熔融加工性 与超高耐热、耐化学药品性和力学性能强有力地结
合起来。它们可适应耐极高温和苛刻化学环境使用
的产品部件日益增长的需求，在极高温度下仍能保 持刚性和稳定性。此外，ＧＥ公司的Ｅｘｔｅｍ树脂无需
劲。杜邦公司在新加坡建设生产其Ｖｅｓｐｅｌ品牌的 ＰＩ装置，计划２００７年投产。 ＧＥ塑料公司于２００６年底推出新的ＰＥＩ。其投 资３０００万美元扩建了其在美国Ｍｔ．Ｖｅｒｎｏｎ的品牌 为Ｕｌｔｅｍ的ＰＥＩ装置，使其ＰＥＩ产能提高了１２％。
ＧＥ公司的ＰＥＩ销售额约为２亿美元／ａ。ＧＥ塑料公 司还在西班牙Ｃａｒｔａｇｅｎａ投资２．５亿美元建设ＰＥＩ 装置。计划于２００８年初投运，这将使产能再扩增
加工，可与碳纤维、玻璃纤维、ＰＴＦＥ、石墨等复合，迸
一步提高材料的拉伸、自润滑、耐磨等性能。该材料
既可制成薄膜，也可模塑成型为管材、棒材，以及复
杂结构的精密部件，因此它是一种在特定条件下可
限公司联合建成。这是我国化学工业取得的一大创
新性成果。氯代苯酐是ＰＩ的重要原料，长春应化所
替代金属、陶瓷、热固性树脂、低温热塑性塑辩和难
业、微电子、液晶显示等方面得到越来越广泛的应 用。 目前，热塑性ＰＩ主要用于汽车发动机部件、油
泵和气泵盖、电子／电器仪表用高温插座、连接器、印
刷线路板和计算机硬盘、集成电路晶片载流子、飞机 内部载货系统等。 ＰＩ品种很多，但是目前主要品种有聚醚酰亚胺
用于军事和宇航等领域。但近年来随着微电子工
业、生物医学工程及能源工业的发展，极大地拓展了 特种工程塑料的应用领域，使之正逐步向民用市场 转移。与发达国家相比，我国虽然拥有强势技术，但 在产业化方面却进展不快，装置规模小、产品精细化 程度不高。因此。只有加快产业化进程，将先进技术 转化为规模化生产。特种工程塑料方能快速进人军 民用市场。 １聚酰亚胺
所、常熟航天绝缘材料厂、宝应亚宝绝缘材料厂、西
北化工研究院、四川大学实验厂等。２００６年国内产 量约为８００ ｔ左右。近年来我国在ＰＩ模塑料方面也 发展较快，如上海合成树脂研究所研制了多种产品；
温度（ｔ）高达３１０℃，在负载下具有高的刚度和抗 蠕变能力，有极好的耐多数化学药品的能力（含抗 氯化溶剂，超过目前使用的可熔融加工的ＰＩ），无需 使用卤系阻燃剂就具有内在的阻燃特性，可在传统 的挤出和模塑设备下熔融加工，有超高的力学性能． 无需后硫化或热固化处理。
加工ＰＩ的理想材料。目前该技术已经完全实现产
数十年来始终致力于降低ＰＩ成本的研发。经大量
研究论证，从ｌＯ多条研究设计路线中综合选定了以
业化，并形成了２００ ｔ／ａ的装置能力，已开发和试制
出１７个牌号。所生产的热塑性ＰＩ产品可用于汽车
邻二甲苯为原料，经氯代、空气气相氧化得到氯代苯
酐，并首次测定了３一氯代苯酐的沸点，以高纯度分 离了３一氯代苯酐和４一氯代苯酐，为该路线最终实现
（ＰＥＩ）、聚酰胺一酰亚胺（ＰＡＩ）和双马来酰亚胺 （ＢＭＩ）等。目前ＰＥＩ的开发趋势是引入对苯二胺结 构或与其它工程塑料组成合金，提高其耐热性，或与
聚碳酸酯（ＰＣ）、聚酰胺（ＰＡ）等工程塑料组成合金 提高其力学强度。ＰＡＩ是高强度的ＰＩ品种，目前发
展趋势是增强改性，以及同其它塑料台金化。ＢＭＩ
是以马来酰亚胺为活性基的双官能团聚台物，具有 与典型热固性树脂相似的流动性和可模塑性，与环 氧树脂（ＥＰ）的加工与成型基本相同，是目前国内研
吨产量外，其它种类的ＰＩ产量不到１０ ｔ，仅为美国 的千分之一，而且价格昂贵。为此，着力解决ＰＩ的 高成本问题已成为我国材ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工业领域的当务之急。
我国在许多品种上与国外产品相比，在价格上 有很大的竞争优势，因此我国电绝缘薄膜市场基本 上由国内产品所占领，而且我国已开始向国外出口
国对ＰＥＩ（Ｕｌｔｅｒｒｎ）的需求量特别多，约占其ＰＩ需求 量的７０％，因其性能和Ｊｊｎ－ｒ特性较好，有与ＰＥＳＵ、 ＰＰＳ和其它芳族ＰＩ竞争的倾向。预计全球未来几 年对ＰＩ的需求将以年均ｌＯ％左右的速度递增。
构材料的形式在航空、航天、交通、船舶制造及机电 工业中得到广泛的应用；同时，又以分离膜、光刻胶、 液晶取向剂和光电材料等功能材料形式在化学工
２００７年中国工程靼料复合材料技术研ｉ＂ｉ＇ｇ论文集
塑料公司历经１３年的研发成果。称为Ｅｘｔｅｍ的树 脂拥有高的性能参数，包括连续使用温度高达 ２３０％、有特殊的抗化学品能力和内在的阻燃能力。 该材料２年前在美国一中型装置上生产，现已由半 工业化装置进行规模化生产。ＧＥ塑料公司已拥有 大量客户，主要应用于一些关键产业市场，包括航 天、汽车和电子工业等。Ｅｘｔｅｍ新产品已纳入其工 程聚合物业务。到目前为止ＧＥ塑料公司在Ｅｘｔｅｍ 新产品方面已推出３０项专利，Ｅｘｔｅｍ是该公司２０ 年来的第一项新的聚合物产品。 ＧＥ塑料公司推出的Ｅｘｔｅｍ热塑性ＰＩ树脂是一