走出低端產業鏈!我國有機矽真的算低端嗎?
從(cong) 現在的趨勢可以看出我國目前有機矽膠產(chan) 品產(chan) 業(ye) 已經初具規模:甲基氯矽烷產(chan) 能、產(chan) 量躍居世界第一,初級形式環矽 氧烷2017年產(chan) 量近100萬(wan) 噸,當年出口量21.36萬(wan) 噸,成為(wei) 純出口大國。然而我國有機矽產(chan) 業(ye) 與(yu) 國外相比仍有不小差距,出口產(chan) 品 多為(wei) 高溫膠、密封膠和甲基矽油等低附加值、缺乏競爭(zheng) 力的產(chan) 品。當前有機矽在我國尚是一個(ge) 大而不強的產(chan) 業(ye) 。
作為(wei) 世界第二大經濟體(ti) ,我國有機矽行業(ye) 沒有理由長期處於(yu) 世界有機矽產(chan) 業(ye) 鏈的初始端,很多有機矽企業(ye) 、高等院校、研究 院所和研發中心應積極行動起來,從(cong) 三個(ge) 方麵入手,發展有機矽產(chan) 業(ye) ,爭(zheng) 取早日擺脫高端矽膠產(chan) 品缺乏、同質化競爭(zheng) 、產(chan) 能過剩 和無序擴建的局麵。
開發高附加值新品
從(cong) 產(chan) 品樹的角度出發,延伸開發現有產(chan) 品的高性能、高附加值新產(chan) 品,並大力擴展其用途,從(cong) 以量取勝轉變為(wei) 以質取勝,使 有機矽產(chan) 業(ye) 走上轉型升級的新路。
加成型矽橡膠,以矽橡膠中加成型矽橡膠製品為(wei) 例,國內(nei) 具有透明、低黏度、流動性好和能深層熟化等特點的加成型矽橡膠 品種比較單一。
目前不僅(jin) 陶氏化學、瓦克、邁圖等公司在深入開發加成型矽橡膠新品,Ami Polymer、Apple Rubber、 Master Bond、Starlim、 Nusil等公司也都在推出高、新、特的加成型矽橡膠產(chan) 品。諸如高硬度、無需後熟化、揮發分極低、有自黏性、能與(yu) 熱塑性塑料黏 合、能製壓敏膠帶、能用紫外線硬化等的新品種。
加成型矽橡膠用於(yu) 醫療矽膠製品的開發也是國外公司的熱點,為(wei) 了滿足日益增長的微創手術等的需求,國外公司專(zhuan) 門新建超 淨車間,用於(yu) 生產(chan) 擠塑醫用矽膠管等。已經大大甩開了國內(nei) 下遊很多矽橡膠製品廠家生產(chan) 技術。
近日有消息說美國FDA已批準很薄的有機矽薄膜產(chan) 品上市,此外還有一種可治療皮膚和指甲真菌感染的有機矽凝膠也已進入二 期臨(lin) 床試驗。
有機矽塗料 有機矽塗料是眾(zhong) 多有機矽跨國公司甚至是非有機矽專(zhuan) 業(ye) 公司開發的另一個(ge) 熱點。有機矽塗料品種很多,如船舶塗 料(或稱海洋塗料)、建築塗料、耐高溫塗料、隔熱塗料、房頂塗料、水性木器塗料、防塗鴉塗料以及塗料添加劑等。
船舶塗料有多種類型,有以遇水能分解的矽材料為(wei) 基料的,也有如贏創公司基於(yu) 有機矽雜化樹脂的防生物汙染塗料,其表麵 極為(wei) 光滑使生物難以黏附,還有Hempel公司的有機矽—水凝膠與(yu) 殺蟲劑配合的船舶塗料等。有市場分析報告稱,船舶塗料到2020 年產(chan) 值將達到45.15億(yi) 美元。船舶塗料用於(yu) 休閑遊艇的量也很大,預測到2024年銷售額將達到19億(yi) 美元。
有機矽添加劑有機矽添加劑在有機矽產(chan) 品中並不占很大份額,但國外公司推出了塑料加工用有機矽色母料,在用於(yu) 高填充的 製造電線、電纜的聚乙烯中,其擠出量比其他加工助劑高110%,能使填充量提高70%,降低螺杆扭力30%,可以節省時間和能耗。
又如用於(yu) 雙向拉伸聚丙烯薄膜的潤滑添加劑,是含25%極高相對分子質量的聚矽氧烷與(yu) 聚丙烯均聚物反應的聚合物。
這類主要用於(yu) 塑料和塗料的有機矽添加劑是用量小、作用大的高附加值產(chan) 品。有谘詢公司稱,2017年有機矽添加劑產(chan) 值估計 為(wei) 12億(yi) 美元,到2022年將達到17億(yi) 美元。
產(chan) 品趨向多元化 :
以產(chan) 品多元化為(wei) 目標,可根據市場情況將有機材料與(yu) 有機矽通過接枝、共聚等手段相結合,創製出眾(zhong) 多有獨特性能、物美價(jia) 廉的改性產(chan) 物。如日本KANEKA公司的MS Polymer;以及有機矽與(yu) 聚烯烴製作的熱塑性彈性體(ti) 和聚碳酸酯—有機矽共聚物等。
除此以外,多元化方麵還包括有機矽富勒烯、聚矽倍半氧烷和石墨烯改性等。
有機矽富勒烯 富勒烯有具有超穩定結構和獨特的物理化學特性。多年前日本學者鬆尾豊就開發出適用於(yu) 有機薄膜太陽能電池 的富勒烯有機矽衍生物。 據報道,日本三菱能以噸級規模生產(chan) 富勒烯但產(chan) 品不外銷。現在國內(nei) 也有一家公司能噸級量產(chan) 富勒烯,可為(wei) 富勒烯有機矽衍生物的研發提供基礎原料。
聚矽倍半氧烷 多麵體(ti) 籠型聚矽倍半氧烷是用三官能有機矽單體(ti) 合成的納米級有機—無機雜化物,因在籠上可進行各種修飾, 所以能開發出多種高性能的衍生物。
聚矽倍半氧烷有高強度和耐高溫的特性,電氣性能好,無低分子物放出,國外早有商品化的聚矽倍半氧烷。日本東(dong) 亞(ya) 合成開 發過用於(yu) 電子電氣的聚矽倍半氧烷係產(chan) 品;日本小西化學正投資建廠將聚矽倍半氧烷係列產(chan) 品產(chan) 業(ye) 化。
石墨烯改性 石墨烯是廣為(wei) 人知的新材料,Princeton大學的學者曾用功能化石墨烯片製作出多功能石墨烯—有機矽彈性體(ti) 納 米複合材料,已經獲得多項美國專(zhuan) 利。國內(nei) 也有將石墨烯表麵進行功能化改性,製備高耐磨石墨烯/聚合物密封複合材料的報道。
追蹤矽化學前沿
當前,在更高層麵上追蹤矽化學的前沿,創製新理論、新工藝、新產(chan) 品的任務已經落到國內(nei) 有機矽企業(ye) 、高等院校、科研院 所和研發中心的肩上。這是關(guan) 係到我國有機矽產(chan) 業(ye) 未來的大事。
在有機矽的研發上,國外一直沒有停步。大的方麵比如2012年日本經產(chan) 省設立使用革新催化劑直接合成有機矽的“綠色·可 持續發展的化學”項目。小的方麵如國外公司對室溫熟化矽橡膠中設法采用不用錫的化合物;在加成型矽橡膠的鉑催化劑替代物開 發上也已獲得初步成果。
能耐受1200°C極高溫度、能替代耐高溫鎳基合金、可減重1/3的矽碳纖維,目前正被推廣應用於(yu) 火力發電渦輪機葉片和飛機 發動機的部件製作中。目前有消息說最高級別的矽碳纖維能耐1800°C的超高溫。像這種高性能纖維的產(chan) 業(ye) 化與(yu) 應用技術開發,更 是事不宜遲。
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