聚苯硫醚(PPS)产业化：机遇与挑战 - 文章

聚苯硫醚(PPS)产业化：机遇与挑战

作者：北京化工研究院黄嘉刘正端滕显俊

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国外PPS产业化概况

聚苯硫醚（PPS）是特种工程塑料（又称高性能工程塑料。其长期连续使用温度 ≥150℃）家族中的“老大”；其产需量位居尼龙（PA），聚碳酸酯（PC）等五大通用工程塑料（长期使用温度≥100℃）之后，故有第六大工程塑料之称。

PPS具有许多优良的，乃至独特的性能：

● 突出的耐热性：热变形温度高达260℃，可在200~240℃长期连续使用；
● 优异的耐化学腐蚀性：在200℃以下不溶于几乎所有溶剂和几乎不受一般酸碱腐蚀；
● 固有的阻燃性：即便不添加阻燃剂也呈现相当于UL94V-0级的高阻燃性；
● 优良的力学性能：在高温下也很少下降，且耐疲劳，抗蠕变性能极佳；
● 出色的尺寸稳定性：即使在高温，高湿环境下，尺寸几乎不变；
● 优良的电性能：在高温，高湿和高频条件下也变化不大；
● 良好的成型加工性能：流动性好，易于注塑薄壁和精密的部件，还可挤出，吹塑成型及纺丝成纤维。

因此，当美国Phillips石油公司（现为Chevron Phillips化学公司）首先研发成功以对二氯苯和无水硫化钠为原料合成PPS的技术，于1973年实现工业化生产，以商品名“雷腾”（Ryton）推出其PPS树脂产品，1991年又推出第二代---线型高分子量PPS树脂产品后，即受到各产业部门高端用户的青睐。尽管其身价不菲，仍被广泛用于电子电气、汽车、精密机械、石油与化工、食品加工、纺织机械、军工及尖端技术领域中，许多要求在高温、高湿、强腐蚀或强辐射等极端条件下工作的零部件和元器件，PPS成为不可缺少的化工新材料。

Phillips相关专利的保护期于1984年末终止后，多家美、日公司采用相同或相近技术纷纷跟进，竞争加剧。此后相当长时间，国外PPS以两位数的年增长率快速发展。现在除Chevron Phillips外，还有美国的Fortron工业、日本的大日本油墨化学、东丽、吴羽化学工业及东曹等共6家公司生产PPS纯树脂，总生产能力达4.16万吨/年，折合掺混料8.32万吨/年。2000年和2003年全球市场的需求量均达5.5万吨，其中50%用于电子/电气、34.5%用于汽车、8.6%用于精密机器、6.9%用于其它工业。由此可见，国外PPS已形成一个可观的高新技术产业，预计今后几年的平均增长率将高达10%。

中国PPS的产业化

早在1970年前后，我国的一些科研单位和高等院校相继开始PPS树脂合成的研究开发，与国外菲利浦斯的跟进者基本同步。但是我国PPS的产业化就如同PC、POM等通用工程塑料的产业化一样，走过了一条漫长而曲折的道路。

这些PPS研制单位中，有些在“文革”中夭折；幸存者完成实验室研究后，与企业合作，建立了一批小型扩大试验装置，甚至通过了各种级别的“中试”鉴定和批量生产，终因技术不过关、产品质次价高而流产。到1990年前后，实际上只有四川大学在国家和当地政府部门的大力支持下，仍在坚持PPS树脂的系统研究开发工作。

四川大学早年着重研究传统的硫化钠路线，后又研究了硫磺溶液法合成路线。上世纪80年代后半期，主要是四川地区的一些中小企业，以川大技术为基础建立了一批多为年产几十吨规模的小装置，生产低分子量的涂料级PPS树脂。四川特种工程塑料厂（原自贡化学试剂厂）与川大合作，由国家投资于1990至1991年建成150吨/年PPS工业性试验装置，生产交联型注塑级树脂。但由于工艺技术不完善，产品缺乏竞争力，这些小装置实际上未能正常运转。

四川大学承担国家“八五”科技攻关任务和“863”计划，1992年开始采用加压硫化钠法研制线型高分子量PPS树脂，创新开发三项国家专利，取得技术突破。该校参股组建的四川省华拓实业发展公司于2001年建立85吨/年规模的装置进行中试研究，突破了放大关键技术，获得满意效果。2002年10月建成实际产能达1420吨/年的PPS树脂生产线。此后长达8个月的试生产运转正常，各项技术、经济指标达到了设计需求。树脂产品质量稳定，重均分子量Mw最高可达6.6万以上，熔点302℃；其中注塑级树脂的指标分别达到4.8万和282℃，以质优价廉受到用户的欢迎，不仅可替代进口树脂，而且开始出口。华拓实业与其他投资方重组而成的得阳科技股份有限公司现全面负责PPS树脂及其掺混改性产品的生产、经营。

广州市化工研究所、北京市化工研究院、晨光化工研究院和四川特种工程塑料厂等单位较早从事PPS树脂掺混改的研发与生产。北京市化工研究院和晨光化工研究院共同承担了由四川大学牵头的国家“八五”科技攻关项目PPS工程塑料中掺混改性子项目的研发任务。其中北京市化工研究院开发成功玻纤增强、矿物填充、耐磨改性和PPS/PA66、PPS/PPO（聚苯醚）合金等8种“开发”牌PPS产品推向市场。其部分产品的主要性能见下表；图为部分制品照片。得阳科技公司也开发出并生产包括玻纤增强和碳纤维增强、矿物填充、PPS/PTFE（聚四氟乙烯）合金等10多种注塑级PPS掺混料产品以及涂料级和纤维级PPS树脂。国内开发和生产PPS掺混料产品的主要企业还有广州云鹏工程塑料有限公司、广州金发科技有限公司等。日本东丽公司也在深圳建PPS掺混厂，年产能3000吨，已于2003年10月投产。

北京市化工研究院“开发”牌PPS部分产品的主要性能

产品牌号	S－114	S－206	SN－01	SP－01
密度(g/cm³)	1.67	1.90	1.40	1.48
拉伸强度(MPa)	150	100	140	120
弯曲强度(MPa)	185	160	200	180
简支梁冲击强度(缺口, KJ/m²)	10	6.5	12	10
热变形温度(1.82 MPa, ℃)	260	260	245	255
燃烧性(UL94)	V-0	V-0	V-0	V-0
介电常数(10⁶Hz)	3.8	4.5	3.5	3.3
介质损耗角正切(10⁶Hz)	2.0×10^－3	8.1×10^－3	-	3.0×10^－3
体积电阻率(Ω·M)	10¹⁴	10¹⁴	10¹⁴	10¹⁴
介电强度(MV/m)	17	15	17	22
技术特征	玻纤40%，阻燃，通用	玻纤＋填料60%，阻燃，通用	PPS/PA合金，玻纤40%，阻燃，通用	PPS/PPO合金，玻纤40%，阻燃，通用

以得阳科技公司为主，目前我国合成PPS的总产能约为2000吨/年，实际年产量约1000吨（含涂料级树脂）。PPS掺混改性的企业过去由于只能用高价的进口粉状原料树脂，生产的粒料产品无竞争力，大多转产其它工程塑料产品；这些企业现纷纷改用或试用得阳科技公司的PPS粉料产品。笔者估计，目前以得科技和日本东丽公司的深圳工厂为主，用国产和进口纯树脂生产的“正牌”PPS掺混料约1500吨/年；沿海地区用回收料（很多是“水货”）生产的PPS“副牌”料数量更大，但难以准确估计。

中国的PPS市场

在“冷战”时期，西方国家成立的“巴黎统筹委员会”将PPS工程塑料等高新材料列为“战略物资”，对包括我国在内的社会主义国家实行“禁运”。我国只得用少量国内研制的PPS产品和走私进口料，满足国防、军工、尖端技术和电子、通讯等行业的特殊需要。到1990年，消费量估计不超过500吨。

90年代初前苏联解体、冷战结束后，“巴统”随之解散并“解禁”，尽管对我国仍有某些限制，国外的PPS树脂和加工制品开始大量进入我国，进口量逐年大幅度上升。到90年代末，我国的PPS市场几乎成为Phillips、大日本油墨、宝理、东丽等美、日公司进口产品的一统天下。但年消费量仅偶见专家估计，有说1000吨、有说2000吨以上（其中95%以上进口），莫衷一是，但均预计2010年将达1.3万吨。

不久前中国工程塑料工业协会终于首次公布了其调查结果，称2000年我国PPS用量5700吨，其中60－70%是以制件形式进口的，并预计2005年用量将超过10kt。由此推算：①2000年我国消费的PPS树脂，包括纯树脂粉料和掺混改性的粒料产品，当为1700－2300吨；②2000年我国的PPS消费量占世界总量的10.4%；③上世纪90年代，我国PPS消费量的年均增长率高达28%，预计2000年至2005年间仍保持12%以上的两位数增长率。

1990年以来我国PPS市场、实际上也是整个工程塑料市场如此高的增长率，尽管与起始基数太小有关，但显然主要是由于这十几年我国国民经济稳定、快速发展，除国内相关行业和企业的成长外，还吸引了大量的外商，特别是跨国公司前来投资、建厂，例如汽车、电子、通讯与办公设备、家电、自动化机械生产线等，使中国被称为“世界工厂”，从而拉动了对PPS等高新材料需求的迅速增长。国内外较普遍地认为，中国经济至少在今后5－10年甚至15年（即到2020年）内将保持目前的发展势头，因此中国的PPS市场也可望在此期间继续两位数的增长。

机遇与挑战

得阳科技公司千吨级PPS树脂合成装置的建成投产和产品进入市场，标志着我国PPS工程塑料真正跨越了产业化的“门槛”，使我国跻身于PPS树脂三个生产国之列。
像其它很重要产品一样，PPS树脂的国产化也显示出物美价廉、地利之便等优势，赢得了越来越多的客户与市场。全球，特别是我国PPS市场，受高新技术产业的强劲拉动，今后相当长期间都处于快速增长期，为我国PPS产业的发展带来良好的机遇和市场空间。

但是幼稚的中国PPS产业即使在国内市场上，面对的对手都是国际知名大公司，无论是装置规模、技术积累、产品品种，还是营销网络、客户关系等诸多方面的差距也是显而易见的，这就决定其发展和赶超之路任重而道远。

中国的PPS产业要求得生存和发展，就必须积极应对挑战，扬长补短，在市场竞争中不断壮大自己。合成树脂制造商要不断完善工艺技术和创新，同时应尽快达到经济规模（近悉得阳科技今年即将动工，将生产规模扩至5000吨/年），将自己做大做强。并建议各级政府部门和行业组织切实加强宏观调控，防止各地一哄而起，“遍地开花”，重蹈当年涂料级PPS树脂的覆辙。掺混改性企业要根据市场，特别是进口替代的需求，大力开发改性新产品和专用料，严格质量管理，强化技术服务，争创知名品牌；同时积极配合塑料加工企业，使电子电气，汽车等行业的终端用户目前依靠大量进口的PPS精密零部件和元器件逐步国产化。在国家政策的引导、扶持下，我国的PPS产业只要自强不息，并加强树脂制造商、掺混改性企业和塑料加工企业之间，及与终端用户之间的通力合作，必将在蓬勃发展、但竞争激烈的国内外市场中争得一席之地。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/16/2005)


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