2007年,全球聚酰亞胺(PI)的年消費量為6萬噸左右,美國、歐洲、日本是世界上聚酰亞胺最主要的消費市場。2007年,美國、歐洲、日本聚酰亞胺的消費量分別約為1.8萬噸、1.6萬噸和0.7萬噸。
專家預測,世界對聚酰亞胺的需要將以每年6%的速度遞增,到2012年總消費量將達到約8萬噸。
PI是綜合性能最佳的有機高分子材料之一,已廣泛應用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領域,各國都在將聚酰亞胺的研究、開發及利用列入21世紀最有希望的工程塑料之一。由于聚酰亞胺在性能和合成化學上的特點,其應用也十分廣泛,聚酰亞胺有包括工程塑料、纖維、薄膜、先進復合材料、泡沫塑料、膠粘劑、分離膜、液晶顯示用的取向排列劑等數十種(詳見相關鏈接)。
目前,聚酰亞胺在各個國家和地區消費構成有所不同,美國主要消費領域是塑料,占消費量的80%左右;歐洲主要消費領域是漆包線漆,占消費量的70%~80%;日本主要消費領域是薄膜和塑料,合計占消費量的95%左右。
產能不足成本高
聚酰亞胺品種繁多、形式多樣,在合成上具有多種途徑,因此可以根據各種應用目的進行選擇,這種合成上的易變通性也是其他高分子材料所難以具備的。
從歷史文獻的研究中,由于各國對聚酰亞胺的詳細情況披露有限,所以成本數據并不透明。從深圳惠程相關資料中可以看出,聚酰亞胺的原料構成主要有二酐、二胺、異構二酐、二甲基乙酰胺、去離子水等。
其中,目前國內二酐即均苯四甲酸二酐(PMDA)的生產方法多采用均四甲苯以釩鈦氧化物為催化劑。國內PMDA生產廠家雖有幾家,但產能不足萬噸。市場缺口仍然需要進口,均酐生產主要集中在杜邦、赫司特等少數大公司。據了解,目前國內PMDA報價在5.2萬~5.6萬元/噸不等,而噸聚酰亞胺需原料為0.5噸左右。
二胺即二苯醚二胺(又稱二氨基二苯醚,ODA),主要用作聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、環氧樹脂的原料和交聯劑。目前,國內ODA生產量不大,全年大約1000多噸,價格約為7.8萬元/噸。
另外,異構二酐包括異構BP鄄DA、異構ODPA、異構TDPA等。而二甲基乙酰胺(DMAC)是無色透明的可燃液體,主要用于耐熱合成纖維、塑料薄膜、涂料、醫藥、丙烯腈紡絲的溶劑,目前市場報價在1.08萬元/噸。
根據上述各單項成本的估算,噸聚酰亞胺成本為8萬元/噸左右。
生產新技術成功面世
聚酰亞胺產品可用于汽車和飛行器發動機、通訊儀器、建筑機械、工業機械、商用設備、電子電器和微電子、分析和醫療設備以及傳輸和紡織設備等領域。
由于其昂貴的價格,依然對部分應用領域具有擠出效應。長春應用化學研究所開發的聚酰亞胺及制品合成新工藝,改變了傳統聚酰亞胺的合成方法,開辟了一條新的氯代苯酐合成聚酰亞胺反應途徑。經綜合測算,新加工工藝可使聚酰亞胺的生產成本降低30%以上。
目前,世界上只有美國通用電氣(GE)公司采用以硝基酞酰亞胺為原料生產聚醚酰亞胺,其規模已經達到萬噸級。但是,以硝基酞酰亞胺生產聚醚酰亞胺路線存在有大量廢酸,提純使用有機溶劑,難以用直接法合成聚酰亞胺,副產物是產生對反應不利并污染環境的亞硝酸鈉,且存在不能生產聯苯二酐等缺點。而采用氯代苯酐路線,這些缺點全部可以克服,因此可以認為氯代苯酐路線是目前世界上產生聚酰亞胺最先進和最經濟的路線。