Polyurethan ist ein wichtiger neuer chemischer Werkstoff. Aufgrund seiner hervorragenden Leistung und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten gilt es als der fünftgrößte Kunststoff. Von Möbeln und Kleidung über Transport, Bauwesen, Sport bis hin zu Luft- und Raumfahrt und Landesverteidigung sind die allgegenwärtigen Polyurethan-Werkstoffe innovative Vertreter neuer chemischer Werkstoffe und eine wichtige Unterstützung für den Aufbau unseres Landes zu einem starken Land.
Nach über 20 Jahren rasanter Entwicklung hat sich die Polyurethan-Rohstoffindustrie von der Menge zur Qualität entwickelt. Die Produktionstechnologie und -kapazität von Isocyanaten ist weltweit führend. Es befindet sich in einer Phase der Technologieförderung und der qualitativ hochwertigen Entwicklung. China ist heute der weltweit größte Produktionsstandort für Polyurethan-Rohstoffe und -Produkte und die Region mit der umfassendsten Polyurethan-Anwendungspalette.
Polyurethan-Expansionsstoffe sind wichtige Additive für Polyurethan. Sie reagieren mit den funktionellen Gruppen in der Polymerkette, erweitern die Molekülkette und erhöhen das Molekulargewicht. Sie sind ein unverzichtbarer Rohstoff für die Herstellung verschiedener Polyurethanprodukte. Bei der Synthese von Polyurethanmaterialien ermöglichen Polyurethan-Expansionsstoffe zwei chemische Reaktionen: Expansion und Vernetzung. Dadurch wird eine leistungsstarke und hochwertige Polyurethan-Materialproduktion erreicht, die beispielsweise die Zähigkeit, Elastizität und Reißfestigkeit von Polyurethan-Produkten verbessert. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften sind umfassend temperaturbeständig, ölbeständig, witterungsbeständig und korrosionsbeständig.
1. Die Rolle und Klassifizierung von Polyurethan-Kettenerweiterungsmitteln
Polyurethan-Expansionsstoffe sind niedermolekulare Amine und Alkohole mit zwei funktionellen Gruppen, die durch Kettenexpansionsreaktion ein lineares Polymer bilden können. Durch die Verwendung verschiedener Kettenexpansionsstoffe oder die Änderung der Kettenexpansionsformel werden chemische Reaktionen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erreicht und Polyurethan-Werkstoffe mit unterschiedlichen Leistungsanforderungen hergestellt.
Die Rolle von Polyurethan-Kettenerweiterungsmitteln in Polyurethan-Synthesereaktionen umfasst hauptsächlich:
(1) Polyurethan-Kettenerweiterungsmittel verfügen über eine charakteristische Gruppe (Amino- und Hydroxylgruppe), die chemische Reaktionen mit Isocyanat durchführen kann. Das Molekulargewicht und die lebhafte Reaktion können dazu führen, dass sich das Polyurethan-Reaktionssystem schnell ausdehnt oder verfestigt und eine Linie mit einem höheren Molekulargewicht erzeugt. Die Moleküle haben die Leistung des Polymers.
(2) Verschiedene Kettenverlängerer weisen unterschiedliche Reaktivitäten auf. Durch die Verwendung unterschiedlicher Kettenverlängerungsmittel und deren Dosierung können die Reaktorviskosität, die Moleküle und die morphologischen Strukturen angepasst werden, um die Polyurethanproduktion und Produkte mit unterschiedlichen Systemen und Qualitätsanforderungen zu unterstützen.
(3) Verschiedene Polyurethan-Expansionsstoffe können Polyurethan unterschiedliche Eigenschaften verleihen. In die Hauptkette des Polyurethans werden einige charakteristische Gruppenstrukturen in Kettenexpansionsmolekülen eingeführt, die sich auf die mechanische und chemische Gesamtleistung des Polyurethans auswirken, wie etwa Festigkeit und Abriebfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit durch Brennen, Temperaturbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, Ölbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw.
Polyurethan-Expansionsstoffe werden im Allgemeinen in Amine, Alkohole und Alkohole unterteilt. Dilat und Diol basieren hauptsächlich auf der Verwendung von Prozesssystemen und Leistungsstrukturen. Herkömmliche Kettenerweiterungsmittel vom Dilattyp wie Ethylenglykol, 1,4-Butanol und einschrumpfendes Dihydramol usw. haben eine eingeschränkte Leistung gegenüber Polyurethanprodukten und sind gewöhnliche Kettenerweiterungsmittel. Kettenerweiterungsmittel mit offensichtlicher Leistung für Polyurethanmaterialien fallen hauptsächlich in die zwei Kategorien: aromatisches Dihanramin und aromatisches Diol. Sie werden als Hochleistungs-Kettenerweiterungsmittel bezeichnet. Sie zeichnen sich durch einen starren Benzolring aus und verfügen über weitere Eigenschaften wie Kraft, Abriebfestigkeit, mittlere Beständigkeit.
Das aromatische Diharamin-Expansionshilfsmittel ist nicht nur ein unverzichtbarer Schlüsselzusatzstoff für synthetische Polyurethan-Elastomere. Es ist auch das am weitesten verbreitete, schlechteste und größte Hochleistungs-Polyurethan-Kettenexpansionshilfsmittel.
Herkömmliche Polyurethan-Gussformteile werden üblicherweise in einem zweistufigen Verfahren fixiert: zunächst mit synthetischen Vorprodukten und anschließend mit Kettenerweiterungsmitteln zur Aushärtung. Je nach Isocyanattyp lassen sich Fertigprodukte grob in TDI- und MDI-Typen unterteilen. TDI-Vorprodukte reagieren im Vergleich zu den beiden Typen weniger aktiv und werden hauptsächlich mit hochaktiven Amin-Kettenerweiterungsmitteln kombiniert; MDI-Vorprodukte reagieren hochaktiv und hydroxybasierte Kettenerweiterungsmittel werden mit weniger aktiven Hydroxylgruppen versiegelt. Je nach Anwendungsfall und Produktleistung ist die Wahl des passenden Kettenerweiterungsmittels nach dem Isocyanattyp besonders wichtig.
Typische Hochleistungs-Polyurethan-Kettenerweiterungsprodukte und Anwendungsmerkmale
2.1 Das wichtigste Arammer-Dihan-Amin-Kettenerweiterungsmittel
Aufgrund seiner hervorragenden Leistung und hochwertigen Qualität ist das aromatische Dihamin-Dilatationsmittel das am häufigsten verwendete und am weitesten verbreitete Kettenerweiterungsmittel in elastischen Polyurethanmaterialien.
Zu den häufig verwendeten aromatischen Dianramin-Expansionsmitteln gehören hauptsächlich 3,3′-Dichlor-4,4′-Dichlorbenzoat (MOCA: Typ I, Typ II, hohe Temperaturbeständigkeit usw.), 1,3-Propylenglykol-Doppel (4-Aminobenzoat) (740 m), 4,4′-Substrat-Doppel (3-Chlor-2,6-Diecenanilin) (M-CDEA), Polyphenolethylether-Diol-Zwei-Paar-Aminbenzoat (P-1000, P-650, P-250 usw.), 3,5-Zwei-Ethylen-Torneramin (DETDA, auch bekannt als E-100), 3,5-Dichlorsulfenylen (DMTDA, auch bekannt als E-300) und andere Produkte.
Die Anwendungseigenschaften und die Entwicklung der Hauptprodukte sind im Überblick wie folgt:
Das MOCA-Kettenexpansionsmittel ist das erste professionelle Hochleistungs-Kettenexpansionsmittel, das in meinem Land in die industrielle Produktion investiert wurde. Es ist bei Raumtemperatur ein fester Zustand. Es hat die Eigenschaften von Polyurethan-Produkten, die hinsichtlich Sicherheit und Komfort einsetzbar sind und die Eigenschaften verschiedener Spezifikationen und Formen erfüllen können. Polyurethane haben eine hohe Elastizität, hohe Rückfederung, hohe Verschleißfestigkeit, Aggressivitätsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und weitere umfassende Eigenschaften. Damit können großformatige Produkte hergestellt werden. Es ist ein aromatisches Dilat-Expansionsmittel mit umfassender Leistung. Seit der Entwicklung von DuPont in den 1950er Jahren nimmt MOCA eine wichtige Position auf dem Gebiet der Polyurethan-Elastizität ein. Es ist aktuell das bedeutendste Polyurethan-Kettenexpansionsmittel. Es ist noch unverzichtbarer auf dem Gebiet der Polyurethan-Gießelastizität. Derzeit sind die bekanntesten MOCA-Hersteller in China: Suzhou Xiangyuan New Materials Co., Ltd. (Tochtergesellschaft Jiangsu Xiangyuan Chemical Company), Huaibei Xingguang New Material Technology Co., Ltd., Shandong Chongshun New Material Technology Co., Ltd. Hua Chemical Technology Co., Ltd. (ehemals Binhai Mingsheng Chemical Co., Ltd.), Chizhou Tianci High -tech Materials Co., Ltd., außerdem gibt es Taiwan Shuangbang Industrial Co., Ltd., Taiwan Sanhuang Co., Ltd. und Katshan Kohshan Perfect Industry Co., Ltd.
In den letzten Jahren hat sich die MOCA-Produktionstechnologie unter der Führung chinesischer Unternehmen stetig weiterentwickelt. So hat Xiangyuan New Materials beispielsweise die Probleme der Mitarbeitergesundheit, der starken Umweltverschmutzung und der mangelnden Stabilität der intermittierenden Hydrierungsproduktion überwunden. Das kontinuierliche Verfahren katalysiert die Wasserstoffhydrierung hochreiner Akustik- und MOCA-Produktionsprozesse und ermöglicht Automatisierung, vollständig geschlossene und umweltfreundliche Produktion, die lösungsmittelfrei, staubfrei, energiesparend und emissionsfrei ist. Die kontinuierliche MOCA-Produktionsanlage hat sich zu einem weltweit renommierten Hersteller von Polyurethan-Kettenverlängerungsmitteln entwickelt.
Darüber hinaus hat Xiangyuan New Materials auch Kettenexpansionsprodukte der Serien Xylink740M und Xylink P entwickelt und damit die Industrialisierung dieser Produktserien ermöglicht. Dadurch werden Hersteller von Polyurethanmaterialien dabei unterstützt, die Qualität zu verbessern, die Kosten zu senken und die Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern.
2.2 Das wichtigste aromatische Diol-Dilateral-Expansions-Mittel
Zu den häufig verwendeten aromatischen Diol-Dilatationsmitteln gehören Phenylphenol-Hydroxyxylether (HQEE), Interphenylbenzole, Hydroxylether (HER), Hydroxyethylphenol-Pyrodiphenol-Mischungen (HQEE-L) und Hydroxyethylhexylbenzol-Mischungen (HER-L). Sie werden hauptsächlich für Polyurethan-Materialien in MDI-Prozesssystemen verwendet und sind ungiftige und umweltfreundliche Kettenerweiterungsmittel. Die Anwendungsmerkmale und die Entwicklung der wichtigsten Produkte sind im Folgenden aufgeführt:
Das Kettenerweiterungsmittel HQEE ist ein aromatisches Diol mit symmetrischer Molekularstruktur. Es ist ein Feststoff, ungiftig, schadstofffrei und reizt nicht. Es ist gut mit MDI kompatibel und kann die Lebensdauer des Materials effektiv verlängern. Xiangyuan New Materials hat die Kettenerweiterungsmittel der Serien HQEE, HER, Xylink HQEE-L und Xylinkher-L entwickelt. Die Qualität ist höher als bei vergleichbaren Produkten im In- und Ausland und wird im In- und Ausland verkauft.
2.3 Weitere aromatische Kettenverlängerungsmittel mit besonderer Leistung
Mit dem Aufkommen neuer Polyurethan-Branchen wurden kontinuierlich neue Polyurethan-Expansionsstoffe und Anwendungstechnologien entwickelt, um die Nachfrage auf dem Polyurethan-Markt zu decken. Produktionsunternehmen haben eine Vielzahl aromatischer Kettenexpansionsstoffe mit besonderer Leistung entwickelt.
Tianmen Winterine (DMD230) ist ein kettenverlängertes Polyetheretherketon (DMD230) mit zwei aminofreien Aminen, das zur Herstellung lösungsmittelfreier oder hochfeststoffhaltiger Beschichtungen verwendet wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Sprühpolyetheretherketonen weist das Produkt eine moderate Reaktion, gute Betriebseigenschaften, gute Verarbeitungseffizienz und eine hervorragende Gesamtleistung auf. Es weist einen guten Glanz und sichtbare Effekte mit Polycoges bei der Herstellung von Fettchlorid-Polycisotripocyanat auf, hat eine gute Flexibilität und gute mechanische Eigenschaften, ist vergilbungsbeständig, korrosionsbeständig, witterungsbeständig und bietet eine längere Schutzdauer. Neben Brücken, Tunneln und verschiedenen Bodenbelägen und Verkehrsschildern kann es auch in hochwertigen Anwendungen wie Schutzbeschichtungen und Verbundlederbeschichtungen für Hubschrauberblätter von Windkraftanlagen eingesetzt werden. Die industrielle Produktion und Förderung dieses Produkts wird die Entwicklung hochwertiger Beschichtungen fördern.
Die Dispersion (311) der aromatischen Diharamin- und Natriumchloridverbindungen (311) ist eine Art Kompatibilität von aromatischem Diharamin und anorganischen Salzen. Sie kann bei Raumtemperatur mit verschiedenen Polyurethan-Präpolystyrolen kombiniert werden. Sie eignet sich besonders für komplexe Formen oder große Flächen. Flächenprodukte, Mikrowellenvulkanisation und andere Anwendungen, die längere Betriebszeiten erfordern, können auch als Härter für Epoxidharze verwendet werden. Ähnliche Produkte sind Caytur 31DA in den USA, Xylink 311 und Xiangyuan New Materials.
Andere Unterwasserhärter wie Oxidazol, Ketonamin usw. können die Möglichkeit verringern, dass Beschichtungen oder andere Produkte in der mittleren Aushärtungsphase Blasen bilden, und es besteht auch hier Entwicklungsbedarf.
1. Der Entwicklungsstand von Polyurethan-Kettenerweiterungsmitteln
Die Polyurethan-Expansionsindustrie in China hat eine relativ schwache Entwicklungsbasis. In der Anfangszeit wurde der inländische Markt für Polyurethan-Kettenexpansionen stets von multinationalen Unternehmen monopolisiert. Seit Beginn dieses Jahrhunderts hat eine Gruppe lokaler Polyurethan-Kettenexpansionsunternehmen, vertreten durch Xiangyuan New Materials, nach Jahren der Forschung und Entwicklung sowie des Technologieaufbaus ausländische Monopole erfolgreich durchbrochen. Einige Polyurethan-Kettenexpansionsprodukte in China haben das Niveau vergleichbarer internationaler Produkte erreicht.
Als gängigstes Amin-Polyurethan-Expansionshilfsmittel ist der Produktionsprozess von MOCA ausgereift, stabil, moderat und reaktionsfähig. Im Bereich des Gießens elastischer Körper in nachgelagerten Anwendungen, insbesondere im TDI-System, haben sich zahlreiche Polyurethanprodukte mit ausgereiften Formeln angesammelt. Die Stabilität und Funktionalität von MOCA wurde nach langjähriger Markt- und Kundenpraxis getestet. Die Kosten sind relativ hoch. Nach jahrelanger Nutzung hat sich eine gewisse Prozessbarriere gebildet. Es spielt eine unersetzliche Rolle, und das Anwendungsfeld erweitert sich ständig.
Die Europäische Chemikalienbehörde (ECA), die für die EU-REACH-Zertifizierung zuständig ist, veröffentlichte am 30. November 2017 einen Bericht. Nach einem Vergleich der Sicherheitsrisiken, der Leistung und der Kosten kam sie zu dem Schluss, dass die Produktqualität, die Leistung, die Kosteneffizienz und andere Vorteile von MOCA im Bereich der elastischen Polyurethankörper herausragend sind und es derzeit keine Alternativen gibt.
Die chinesische Polyurethan-Schaumstoffindustrie entwickelte sich spät. Aufgrund des niedrigen Produktionstechnologieniveaus, der schwachen Rohstoffe und des Mangels an F&E-Fachkräften war der inländische Markt für Polyurethan-Schaumstoff zunächst von multinationalen Unternehmen monopolisiert. Bis in die 1990er Jahre gelang es einigen inländischen Herstellern von Polyurethan-Schaumstoff nach jahrelanger Forschung und Entwicklung sowie technischer Akkumulation, ausländische Technologiemonopole zu durchbrechen, und die Leistung einiger Polyurethan-Schaumstoffprodukte erreichte das Niveau vergleichbarer internationaler Produkte. Insbesondere Xiangyuans neue Materialien haben beim Bau einer kontinuierlichen MOCA-Produktionsanlage mit einer Kapazität von 10.000 Tonnen eine Vorreiterrolle übernommen. Die Produktqualität und das technische Niveau erreichten weltweit höchstes und inländisches Spitzenniveau. Inländische MOCA-Hersteller können derzeit den Bedarf an freiem Ionamin decken. Die Polyurethanindustrie bevorzugt MOCA-Granulat und MOCA mit hoher Temperaturvergilbung aus der MOCA-Reihe.
Der „Zwölfte Fünfjahresplan“ der Polyurethan-Industrie sieht neben der Ausweitung der Produktion hochwertiger Kettenerweiterungsmittel MOCA auch die verstärkte Förderung und Anwendung neuer Kettenerweiterungsmittel wie MCDEA, E-100, HER und HQEE vor. Basierend auf den MOCA-Produkten sind mit der Diversifizierung der Polyurethan-Materialien und -Produkte auch weitere neue Kettenerweiterungsmittel entstanden, die sich von den MOCA-Produkten abheben.
Dank kontinuierlicher technologischer Forschung und Entwicklung bieten neue Produkte hochleistungsfähiger aromatischer Kettenerweiterungsmittel besondere Vorteile hinsichtlich Reaktionsgeschwindigkeit, Temperaturbeständigkeit, Betriebssicherheit und Umweltschutz. Ihre Anwendungsmöglichkeiten haben sich stetig weiterentwickelt, und ihr Anwendungsbereich wächst stetig. Beispielsweise haben P-1000, P650, P250 und 740M aufgrund ihrer umweltfreundlichen und ungiftigen Eigenschaften zunehmend Anwendungsgebiete erschlossen. In den letzten Jahren hat sich mit der Entwicklung und dem Wachstum umweltfreundlicherer MDI-Systeme der Einsatzbereich hochleistungsfähiger aromatischer Diol-Kettenerweiterungsmittel wie HQEE und HER mit besserer Kompatibilität mit dem MDI-System stetig erweitert. Dies verleiht Polyurethanen hervorragende Elastizität und spezifische Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit und Reißfestigkeit. Neben der Herstellung von Gießprodukten können auch hochleistungsfähige thermoplastische Elastomerprodukte hergestellt werden, die entlastet werden können. In Anwendungsbereichen mit hohen Leistungsanforderungen an Polyurethan-Werkstoffe in Industrieländern und einigen Polyurethan-Werkstoffen finden Kettenerweiterungsmittel wie 740M, HQEE und HER zunehmend Anwendung. Das neue Kettenerweiterungsmittel weist differenzierte Vorteile in der spezifischen Segmentierung auf und die technische Schwelle ist relativ hoch. Derzeit befindet sich der Inlandsmarkt noch in der Anwendungsförderungsphase.
Bild: Das Entwicklungsmuster der Polyurethan-Kettenexpansionsindustrie
Die Polyurethan-Industrie in Nordamerika und Westeuropa hat jahrzehntelange Entwicklungsarbeit geleistet. Die Branche verfügt über starke technische Stärken und der Markt ist relativ ausgereift. Gleichzeitig stellen die Verbraucher in diesen Regionen höhere Leistungsanforderungen an Polyurethan-Produkte, und die Nachfrage nach neuen Kettenexpansionsmitteln steigt schneller als die nach MOCA. Derzeit decken Industrieländer wie Europa und die USA den größten Teil der Nachfrage nach neuen Kettenexpansionsmitteln.
Der hohe Polyurethanverbrauch im asiatisch-pazifischen Raum und anderen Schwellenländern entwickelt sich zum Haupttreiber der weltweiten Polyurethannachfrage. Der asiatisch-pazifische Raum ist bereits der weltweit größte Polyurethan-Abnehmermarkt mit einem Anteil von rund 48 % am Weltmarkt. Auch in anderen Schwellenländern wie Indien, Brasilien und Mexiko steigt die Nachfrage nach Polyurethan in der Bau-, Baustoff-, Wohnmöbel- und anderen Industriezweigen. Im Vergleich zu den Industrieländern Europas und der USA befinden sich einige dieser Regionen jedoch noch in einem frühen Industrialisierungsstadium. Sie reagieren sehr sensibel auf die Rohstoffpreise in der Polyurethanindustrie und achten stärker auf Kosten und Preis-Leistungs-Verhältnis. Auch in Zukunft wird in dieser Region eine hohe Nachfrage nach teuren MOCAs bestehen bleiben.
Derzeit monopolisieren international führende Polyurethan-Expansionsunternehmen wie Kazaka Kagosan Perfect Industry Co., Ltd., US Air Chemical (2016 von Winchuang übernommen) und US Coco (2017 von Langsheng übernommen) den größten Teil des weltweiten Marktanteils der Kettenexpansionsprodukte. Einige kleine Unternehmen ohne verbessertes Industrie-, Universitäts- und Forschungssystem wurden aufgrund der Auswirkungen auf Produktqualität und -preis eliminiert, wodurch die Konzentration in der Kettenexpansionsbranche weiter zunahm. Gleichzeitig verlassen sich große Unternehmen auch auf eine starke Kapitalstärke und einen Forschungs- und Entwicklungshintergrund, um den professionellen Umfang der Rohstoff- und Produktproduktion auszuweiten und transnationale Monopolproduktionsstandorte sowie Vertriebs- und F&E-Zentren in Gebieten mit hervorragenden Ressourcen, Märkten und Arbeitsbedingungen aufzubauen.
5. Der aktuelle Status und die Entwicklungsrichtung von Polyurethan-Expansionsmitteln
Polyurethan-Expansionsstoffe sind ein wichtiger Zusatzstoff für Polyurethan-Werkstoffe und werden hauptsächlich in CASE-Systemen (einschließlich Beschichtungen, Klebstoffen, Dichtungen und elastischen Körpern) eingesetzt. Polyurethan-elastische Körper sind ein polymerer Kunststoff zwischen Gummi und Kunststoff. Sie vereinen die hohe Elastizität von Gummi mit der hohen Härte und Festigkeit von Kunststoff. Sie gelten als „König der verschleißfesten Gummis“ und zeichnen sich durch gute mechanische Festigkeit, Ölbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Biegefestigkeit sowie hervorragende Kältebeständigkeit und Isolationseigenschaften aus. Neben herkömmlichen gegossenen und thermoplastischen Polyurethan-elastischen Körpern werden auch Klebstoffe, Beschichtungen, Dichtungen, Pflastermaterialien, Sohlen, Kunstleder und Fasern zu elastischen Polyurethan-Werkstoffen verarbeitet. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung des technischen Niveaus werden Polyurethan-elastische Körper in Gummi, Kunststoffen und Metallen in verschiedenen Bereichen wie Automobil, Bergbau, Druck, Ausrüstung, Maschinenbau, Sport und Transport eingesetzt.
Laut Statistiken der zuständigen Behörden betrug der Verbrauch von chinesischen Polyurethan-CASE (elastische Körper, Beschichtungen, Kunstleder, Dichtungen und Klebstoffe) im Jahr 2021 7,77 Millionen Tonnen, und die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 2016 bis 2021 betrug 11,5 %.
Die Elastizität von chinesischem Polyurethan betrug 2016 925.000 Tonnen, und die Produktion erreichte 2021 1,5 Millionen Tonnen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 10,2 %; die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des Verbrauchs betrug 12,5 %. Schätzungen zufolge wird die Produktion von elastischen Polyurethan-Körpern in China bis 2025 2,059 Millionen Tonnen erreichen und sich damit weiterhin rasant entwickeln.
Die weltweite Produktion von Polyurethan-Elastomeren erreichte 2016 2,52 Millionen Tonnen und 2021 3,539 Millionen Tonnen, was einer jährlichen Wachstumsrate von 7,0 % entspricht. Bis 2025 wird die weltweite Produktion von Polyurethan-Elastomeren voraussichtlich 4,495 Millionen Tonnen erreichen, was einen schnellen und stetigen Entwicklungstrend zeigt.
Das thermoplastische Polyurethan-Elastomer (TPU) weist eine hervorragende Verschleißfestigkeit auf. Es zeichnet sich durch hohe Zugfestigkeit, Dehnung, Ölbeständigkeit, Kältebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und Ozonbeständigkeit aus und bietet ein breites Härtespektrum. In den letzten Jahren hat sich die Marktanwendung von TPU von der Schuhindustrie auf High-End-Marktbereiche wie Pharmazie, Luftfahrt und Umweltschutz ausgeweitet. Laut Statistik betrug die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate der TPU-Produktion in China zwischen 2014 und 2021 bis zu 14,5 %. Im Jahr 2021 betrug die TPU-Produktion Chinas rund 645.000 Tonnen. China hat sich zum weltweit größten TPU-Produzenten entwickelt. Produktion und Nettoexportvolumen sind in den letzten Jahren stetig gestiegen.
Aus Nachfragesicht konzentriert sich der globale TPU-Markt derzeit auf Europa, die USA und den asiatisch-pazifischen Raum. Unter diesen Regionen ist der asiatische Raum, angeführt von China, der am schnellsten wachsende regionale Markt für den globalen TPU-Verbrauch. Laut Statistiken des Elastic Special Committee der China Polyurethane Industry Association erreichte der Gesamtverbrauch an Polyurethan-Produkten in China im Jahr 2018 11,3 Millionen Tonnen, wovon der Verbrauch von Polyurethan-Elastomeren (TPU + CPU) etwa 1,1 Millionen Tonnen betrug.
TPU zählt zu den Polyurethan-Produkten mit dem höchsten zukünftigen Wachstum. China hat sich zum weltweit größten TPU-Verbraucher entwickelt. Laut Statistik betrug die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des TPU-Verbrauchs in China zwischen 2017 und 2021 12,9 %. Der Gesamtverbrauch belief sich 2021 auf 602.000 Tonnen, was einem Anstieg von 11,6 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Basierend auf der weltweiten TPU-Produktion von 1,09 Millionen Tonnen im Jahr 2021 hat der inländische TPU-Verbrauch den halben Weltverbrauch übertroffen. Der Bedarf an Schuhmaterialien, Folien, Rohren und Drähten wird künftig weiter steigen. Bei medizinischen Geräten, Kabeln und Folien wird TPU herkömmliche PVC-Materialien weiter ersetzen. Bei Schuhmaterialien wird es höchstwahrscheinlich EVA ersetzen. TPU wird voraussichtlich auch in Zukunft ein Wachstum von 10–10 % oder mehr aufweisen. Es wird erwartet, dass der Verbrauch bis 2026 etwa 900.000 Tonnen erreichen wird.
Mit der schrittweisen Ausweitung des Produktionsumfangs sind die Kosten für elastische Polyurethan-Produkte gesunken, die Vielfalt vielfältiger geworden, die Marktnachfrage gestiegen und die industrielle Entwicklung schreitet schnell voran. Während des Zeitraums des „14. Fünfjahresplans“ sollte die Case-Industrie die Entwicklung wasserbasierter, lösungsmittelfreier und feststoffreicher Produkte energisch vorantreiben; die Entwicklung von CASE und die Entwicklung synthetischer Technologien für die Struktur grundlegender Rohstoffe intensivieren, mit Schwerpunkt auf der Anwendung von wasserlöslichen Polytianmen-Pyrodramin-Polyphonien; den Schwerpunkt auf die Durchführung wasserbasierter Grundlagentheorie und ingenieurtechnischer Forschung legen; die Produktleistung verbessern, neue Produkte entwickeln, das Anwendungsfeld erweitern und den Bau neuer Infrastruktur für den Schienenverkehr, Autobahnen, Brückentunnel, die Energieübertragung usw. sowie die Anwendung im medizinischen Bereich fördern; die technische Anwendung von Polyurethan-Klebstoffen für formaldehydfreie Kunstplatten fördern; differenzierte, funktionelle Ammoniakprodukte mit hoher Wertschöpfung entwickeln; die Forschung und Anwendungstechnologie für die Struktur, Leistung und Haltbarkeit wasserdichter Polyurethan-Materialien intensivieren; die Anwendung von Polyurethan-Materialien in vorgefertigten Gebäuden fördern.
Die wichtigsten Entwicklungsrichtungen im Elastomerbereich sind:
Polyurethan-Elastomere für Automobile. Die Automobilindustrie entwickelt sich heute in Richtung hoher Leistung, hoher Qualität, geringem Gewicht, Komfort und Sicherheit. Gummi und Kunststoffe ersetzen zunehmend Metallwerkstoffe, was die Anwendungsmöglichkeiten von Polyurethan-Elastomeren erweitert.
Polyurethan-Elastomere für den Bau. Das traditionelle wasserdichte Asphaltfilzmaterial wurde schrittweise durch langlebiges, integriertes, wasserdichtes Polyurethan-Material ersetzt. Polyurethan-Sportbahnen werden immer häufiger eingesetzt. Auch die Dehnungsfugen großer Brücken, Schwellen von Hochgeschwindigkeitszügen, Flughafenlandebahnen und Autobahnabdichtungen werden zunehmend aus bei Raumtemperatur verfestigtem PVC-Elastomer hergestellt.
Polyurethan-Elastomer für den Einsatz im Bergbau. In Kohlebergwerken sowie Metall- und Nichtmetallbergwerken besteht eine große Nachfrage nach nichtmetallischen Werkstoffen mit hoher Verschleißfestigkeit, hoher Festigkeit und Elastizität.
Polyurethan-Elastomer für Schuhe. Die Elastizität von Polychloridester bietet die Vorteile einer guten Pufferleistung, eines geringen Gewichts, einer hohen Verschleißfestigkeit, Rutschfestigkeit usw. und ist zu einem wichtigen Trägermaterial in der Schuhindustrie geworden.
Polyurethan-Elastomer für medizinische Zwecke. Gute Biokompatibilität, Blutverträglichkeit und der Verzicht auf Zusatzstoffe sind wichtige Gründe für den Einsatz von TPU- und CPU-Materialien im medizinischen Bereich. Die Anwendungsmöglichkeiten im Bereich Medizin und Gesundheit sind sehr breit gefächert.
Neue Polyurethan-Verbundplatte. Die Verbundwerkstofftechnologie dürfte eine neue explosionsartige Marktentwicklung für Polyurethan-Elastomere mit sich bringen.
Entwicklung der Polyurethan-Kettenerweiterungsbranche im „14. Fünfjahresplan“
Aus globaler Sicht hat die rasante Entwicklung der Baubranche, der Automobilindustrie, der elektronischen Intelligenz, der neuen Energien und des Umweltschutzes die Nachfrage nach Polyurethanprodukten stark vorangetrieben. Die globalen Polyurethan-Giganten entwickeln weiterhin innovative Technologien und Anwendungen und werden die Entwicklung und Produktion neuer Polyurethanprodukte weiter vorantreiben. Mit der Ausweitung des Polyurethan-Marktes und des Umfangs des nachgelagerten Terminalmarktes wird die diversifizierte Nachfrage nach Polyurethanprodukten die kontinuierliche Innovation und Entwicklung von Polyurethan-Kettenwirkstoffen fördern.
In den nächsten zehn Jahren wird sich die Anwendung von Polyurethan-Produkten in einigen Nischenbereichen rasant entwickeln. Branchenexperten gehen davon aus, dass die weltweite Nachfrage nach Polyurethan jährlich um 4,5 % steigen wird. Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate der Polyurethan-Nachfrage wird in den Bereichen Kühlung, Schuhe, Textilien, Freizeit und anderen Bereichen auf 5,7 % geschätzt. Die Nachfrage in diesem Produktbereich ist leicht gestiegen und wird voraussichtlich bei etwa 3,3 % pro Jahr liegen. Die Schwellenländer im asiatisch-pazifischen Raum werden durch innovative Technologien beim Ausbau ihrer nachgelagerten Anwendungen unterstützt, sodass die Nachfrage nach Polyurethan jährlich zweistellig wachsen wird.
Als wichtiger Rohstoff für die Polyurethanindustrie muss die Polyurethan-Additivindustrie meines Landes das neue Entwicklungskonzept konsequent umsetzen. Im Folgenden wird das Thema der Förderung der qualitativ hochwertigen Entwicklung der Polyurethanindustrie behandelt. Dabei wird die Ausrichtung der Polyurethanindustrie auf die Beschleunigung des Aufbaus eines neuen Entwicklungsmusters mit dualem Zyklus ausgerichtet, das sich auf eine grüne, kohlenstoffarme und digitale Transformation konzentriert. Der Aufbau eines modernen Industriesystems muss beschleunigt werden, die Mängel von High-End-Produkten müssen behoben, High-End-Schlüsseltechnologien müssen übernommen und neue Wege für traditionelle Produkte beschritten werden. So soll mein Land dabei unterstützt werden, von der Polyurethanindustrie zu einem starken Land zu werden.
Polyurethan-Kettenverlängerer zählen heute zu den wichtigsten Polyurethan-Rohstoffen für große nationale Infrastrukturprojekte. Die Polyurethan-Kettenverlängerer-Industrie investiert verstärkt in Innovationen und entwickelt sich in Richtung Umweltschutz, hohe Effizienz und hohe Qualität. Mit Fokus auf die Bedürfnisse der Luft- und Raumfahrt, der elektronischen Informationstechnologie, der erneuerbaren Energien, der Automobilindustrie, des Hochgeschwindigkeitsverkehrs, des Schienenverkehrs, des Autobahnbaus, großer Brücken, des Gesundheitswesens und der nationalen Verteidigungsindustrie werden die Transformation und Anwendung neuer technologischer Errungenschaften im Bereich der Polyurethan-Kettenverlängerer beschleunigt, um das allgemeine Entwicklungsniveau der Polyurethan-Industrie zu verbessern.
Die Entwicklungsrichtung der Polyurethan-Kettenverlängerer-Industrie liegt in der Entwicklung hochwertiger, umweltfreundlicher Kettenverlängerer mit verbesserter Umweltverträglichkeit. Sie sind nicht nur sauber und schadstofffrei im Produktionsprozess, sondern auch sicher und umweltfreundlich im Gebrauch, um die Umweltfreundlichkeit der Polyurethan-Herstellung zu fördern. Zweitens soll die Nutzung bestehender Kettenverlängerer-Produkte weiter ausgebaut werden, um den bestehenden professionellen Kettenverlängerern neue Anwendungspotenziale zu eröffnen. Das technologische Niveau einiger inländischer Polyurethan-Kettenverlängerer-Unternehmen entspricht dem multinationaler Konzerne. Dennoch bedarf es weiterer Anwendungsforschung, um mehr Anwender von der Überlegenheit der Produkte zu überzeugen, insbesondere um flüssige aromatische Diaminprodukte mit einfacher Handhabung und hervorragender Leistung zu fördern und die synergetischen Effekte der Kettenverlängerer zu nutzen, um Energie zu sparen und Verbrauch und Kosten zu senken. Drittens sollen neue Produkte entsprechend der Marktnachfrage entwickelt werden, um der Polyurethan-Industrie geeignetere und qualitativ hochwertigere Produkte anzubieten, die Bedürfnisse des nachgelagerten Marktes zu erfüllen und den Anwendungsbereich zu erweitern.
Für elastische Polyurethan-Werkstoffe sind Kettenverlängerer wichtige und entscheidende Additive in großen Mengen und mit hohem Mehrwert, die für die Verbesserung der Produktleistung von entscheidender Bedeutung sind. Auch bei anderen Polyurethan-Werkstoffen und sogar Schaumstoffen tragen Polyurethan-Kettenverlängerer deutlich zur Verbesserung der Produktleistung bei. Der Markt für Polyurethan-Kettenverlängerer ist in der Polyurethan-Industrie riesig. Um die qualitativ hochwertige Entwicklung der Polyurethan-Industrie zu fördern und voranzutreiben, ist es notwendig, die Anwendungsforschung und -förderung von Polyurethan-Kettenverlängerern zu intensivieren und unter Berücksichtigung von Gesundheit, Energieeinsparung, Sicherheit und Umweltschutz sowie der Anwendungsleistung bessere und vielfältigere Polyurethan-Kettenverlängerer zu entwickeln, um so einen größeren Beitrag zur Verbesserung des Lebens der Menschen zu leisten.
Beitragszeit: 08.02.2023