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一種代表民族品牌的高溫工程塑料:PA10T

高分子材料的發展,也受益于戰時的技術積累和戰后的經濟推動。比如美國杜邦,戰時以火藥為主業,戰后轉向于民用化學領域,發明了尼龍,橡膠,凱夫拉等先進材料,原來是為了滿足軍方的要求,后來便轉為民用了;德國BASF以染料起家,戰時生產火藥,毒氣和橡膠,戰后轉向石油化工和民用化工領域,發明了眾多染料,并積極向國外拓展業務。


先進材料在國產的道路上,發展都是比較坎坷的,不論是金屬材料,還是高分子材料,都是如此。受制于薄弱的基礎工業,中國的高分子產業在改革開放很長一段時間以后才緩慢發展和健全起來。長鏈尼龍算是眾多材料中的一個特色產品,原因之一就是中國的原材料資源豐富,較少受到限制。


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PA10T的誕生背景


我們之前發表過很多文章介紹尼龍,包括高溫尼龍,分析過受制于國外技術壟斷的詳細情況,從中可以窺見中外企業的技術差距。比如,中國市場是尼龍的巨大潛力市場,但中國的尼龍合成技術遠遠落后于歐美,主要原因就是受制于原材料己二腈的知識產權、合成技術以及管理經驗的限制。2015年8月,中國唯一能夠工業化己二腈的潤興化工發生工廠爆炸,其安全生產許可被安監局撤銷,直接影響到了PA66原材料己二腈國產化進程。要突破瓶頸,何其難!

 

一些同仁通過綜合分析國內外情況,發現我國盛產蓖麻,蓖麻油產量豐富,是開發癸二胺的極佳原材料。另一個石化產品對苯二甲酸技術成熟,市場供應充沛。于是在工業化技術孕育成熟以后,一個新的尼龍品種便誕生了:PA10T。


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PA10T是什么?


PA10T是以苯二甲酸和癸二胺為單體,經縮聚聚合而成,具有優異的耐熱性能(Tm=316℃),耐化學腐蝕性能,吸水率低,尺寸穩定性好,玻纖增強改性后耐無鉛焊錫溫度超過280℃,適合SMT制程,綜合性能優異。

 

與其他短鏈高溫尼龍如PA46、PA4T、PA6T、PA6I、MXD6等相比,PA10T具有較長的二胺柔性長鏈,使得大分子具有一定的柔順性,從而具有較高的結晶速率和結晶度,適用于快速成型,制作一些小型的電子元器件,比如LED反射支架、連接器等。

 

又由于其分子主鏈中的苯環結構所帶來的剛性和耐腐蝕性等優異性能,PA10T的改性產品也可以應用到一些化學試劑和/或耐熱的環境中,比如水處理、納米注塑NMT、發動機周邊等。


一種代表民族品牌的高溫工程塑料:PA10T

 

PA10T的開發與應用的進程


分析世界上做高溫尼龍的企業,大都有一些共同特征,他們會選擇一支特色產品作為主打產品,與其他企業作為區別,比如DSM以PA4T和PA46為主;Kuraray以PA9T為主;Du Pont以PA6T/MPMDT為主;KINGFA以PA10T為主等等。這些企業另外一個特征就是上游合成與下游改性一把抓,先整合,再集中優勢力量做產品的應用開發,搶占市場。

 

就特種工程塑料的開發與應用的進程來看,中國企業并沒有落后國外公司。以KINGFA的產品為例,其在2006年便投入了人力物力開始PA10T的技術儲備,2008年有了工業化產品,盡管開始產品不完美,但經過十來年的持續投入和技術開發,依靠技術團隊的鉆研精神和韌性,其產品在市場上獲得了廣泛的口碑與認可,并不輸于國外企業比如EMS和ARKEMA的對應產品。


一種代表民族品牌的高溫工程塑料:PA10T


基于目前中國國情,我們也必須看到,先進技術的應用與創新所面臨的挑戰也非常嚴峻。盡管我們常說,中國人是勤勞的,是聰明的,是堅韌不屈的,但這與經濟全球化所面臨的沖擊并不對等,任勞任怨的付出不一定能得到等價值的回報,知識產權便是硬傷。比如杜邦開發的凱夫拉纖維,由于其在國際專利方面的完善布局,并沒有給中國企業留下任何出口的機會,甚至國產都面臨巨大的壓力。KINGFA的PA10T相關專利也與EMS形成了正面交鋒,專利交叉復雜,互相競爭非常激烈。

 

如果再進一步分析,便會發現,產業鏈延伸越長,產品的生命力才會越旺盛。只是掌握了合成技術,還不夠,合成所需要的原材料也是關鍵,其重要性亦如己二腈對PA66的合成一樣。從ARKEMA在中國市場上的兼并行為,便可以看出一斑。

 

2012年,法國ARKEMA公司收購了兩家中國企業:蘇州翰普高分子材料有限公司,以及河北凱德生物材料有限公司。前者致力于采用生物來源的先進技術生產癸二胺以及長鏈尼龍PA1010,而后者專門生產從蓖麻油中提取癸二酸,而癸二酸正是生產癸二胺的原料。從官網可以查到,凱徳主要業務為年產四萬噸癸二酸、八千噸癸二酸二甲酯及癸二酸二丁酯系列產品,就癸二酸而言,市場占有率已在50%以上。阿科瑪公司的這一動作顯示了其在長碳鏈尼龍和PA10T領域擴展的意圖。阿科瑪公司目前主要生產基于PA10T/11的尼龍產品,并且試圖開發相對高端應用的PA10T,如用于骨縫合材料的PA10T等。


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PA10T在應用方面的優勢


高溫尼龍PA10T在應用方面有諸多優勢,性能非常優異。另一個受市場熱捧的原因就是,PA10T還是一種生物基材料,其原材料癸二胺是從蓖麻油中提煉出來的。對于生物基材料,各國政府都有一些對應的補貼政策,這為其廣泛應用提供很好的助力。

 

跟石化類的高溫尼龍相比,PA10T的成本是沒有優勢的,這從原材料的來源和技術方面分析便可以察之一二。但在特種工程塑料這個類別里面與其他種類的高分子相比,PA10T卻補足了短板。比如液晶聚合物LCP,聚醚醚酮PEEK等,PA10T的價格相對要便宜些。并且耐熱性能、耐化學腐蝕性在多數情況下都相當,有開發的潛力。

 

降本是企業經營的一個永恒主題,PA10T可以通過合金技術來達到目的,比如與PA66做成合金PA10T/66,當然使用共混技術也是可以的。


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PPA/PPSU/PEEK/LCP/PPS相關技術應用

PPA/PPSU/PEEK/LCP/PPS related applications     

待定 


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作者 ab

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