Il poliuretano è un nuovo e importante materiale chimico. Grazie alle sue eccellenti prestazioni e alla sua versatilità, è noto come il "quinto materiale plastico più diffuso". Dall'arredamento all'abbigliamento, dai trasporti all'edilizia, dallo sport all'industria aerospaziale e della difesa nazionale, i materiali in poliuretano, onnipresenti nel settore, rappresentano un esempio innovativo di nuovi materiali chimici e un importante supporto per la costruzione di una nazione forte nel mio Paese.
Dopo oltre 20 anni di rapido sviluppo dell'industria delle materie prime per il poliuretano, si è assistito a un passaggio da un'attenzione alla quantità a un'attenzione alla qualità. La tecnologia e la capacità produttiva di isocianato si sono posizionate ai vertici mondiali. Il settore è entrato in una fase di progresso tecnologico orientata allo sviluppo di alta qualità. Attualmente, la Cina è diventata la più grande base produttiva al mondo di materie prime e prodotti poliuretanici, nonché la regione più completa nel campo delle applicazioni del poliuretano.
Gli agenti espandibili per poliuretano, additivi chiave per la produzione di poliuretani, sono sostanze in grado di reagire con i gruppi funzionali presenti nella catena polimerica, espandendo la catena molecolare e aumentandone il peso molecolare. Rappresentano una materia prima indispensabile per la produzione di numerosi prodotti in poliuretano. Nella sintesi di materiali poliuretanici, gli agenti espandibili consentono di realizzare due reazioni chimiche: espansione e reticolazione, ottenendo così materiali poliuretanici ad alte prestazioni e di alta qualità, come il miglioramento della tenacità, dell'elasticità e della resistenza allo strappo, nonché delle proprietà fisico-chimiche complessive di resistenza alla temperatura, agli oli, agli agenti atmosferici e alla corrosione.
I. Ruolo e classificazione dell'agente di espansione della catena poliuretanica
Gli agenti espansivi per poliuretano si riferiscono a composti amminici e alcolici a basso peso molecolare contenenti due gruppi funzionali, in grado di generare un polimero di tipo lineare attraverso una reazione di espansione di catena. Utilizzando diversi agenti espansivi di catena, o modificando la formula di espansione della catena, si ottengono reazioni chimiche con velocità differenti, producendo materiali poliuretanici con diverse caratteristiche prestazionali.
Il ruolo degli agenti di espansione della catena poliuretanica nelle reazioni di sintesi del poliuretano comprende principalmente:
(1) L'agente di espansione della catena poliuretanica ha un gruppo caratteristico (gruppo amminico e idrossilico) che può eseguire reazioni chimiche con l'isocianato. Il peso molecolare e la reazione vivace possono far espandere o solidificare rapidamente il sistema di reazione del poliuretano, generando una linea con un peso molecolare maggiore. Le molecole hanno le prestazioni del polimero.
(2) Diversi estensori di catena hanno una reattività diversa. Utilizzando diverse varietà di agenti di espansione della catena e dosaggi, si regolano la viscosità del reattore, le molecole e le strutture morfologiche per adattarsi alla produzione di poliuretano e ai prodotti di diversi sistemi e requisiti di qualità.
(3) Diversi agenti espansivi del poliuretano possono conferire al poliuretano proprietà diverse, e alcune strutture di gruppo caratteristiche nelle molecole di espansione della catena vengono introdotte nella catena principale del poliuretano, influenzando le prestazioni meccaniche e chimiche complessive del poliuretano, come resistenza e resistenza all'abrasione, resistenza alla fatica da detonazione, resistenza alla temperatura, resistenza agli agenti atmosferici, resistenza agli oli, resistenza alla corrosione, ecc.
Gli agenti espansivi per poliuretano sono generalmente suddivisi in ammine, alcoli e dioli. In base all'utilizzo di sistemi di processo e strutture prestazionali, i dilatatori e i dioli si basano principalmente sul sistema di processo e sulla struttura prestazionale. I tradizionali agenti espansivi di catena di tipo dilato, come l'etilenglicole, l'1,4-butanolo e il diidramolo, ecc., hanno prestazioni limitate per i prodotti in poliuretano e sono agenti espansivi di catena ordinari. Gli agenti espansivi di catena con prestazioni evidenti per i materiali in poliuretano appartengono principalmente a due categorie: dihanramine aromatiche e dioli aromatici. Sono chiamati agenti espansivi di catena ad alte prestazioni. Sono caratterizzati da un anello benzenico rigido. Possiedono proprietà quali resistenza, resistenza all'abrasione, resistenza ai fluidi e altre caratteristiche.
L'agente espansivo aromatico diharamminico non è solo un additivo chiave indispensabile per i materiali elastici sintetici della serie poliuretanica. È l'agente espansivo di catena poliuretanica ad alte prestazioni più diffuso, peggiore e più grande.
I tradizionali corpi elastici in poliuretano colato vengono generalmente fissati con una tecnica a due fasi, ovvero si sintetizzano i preformati e successivamente si fissano con agenti di espansione di catena per la solidificazione. A seconda del tipo di isocianato, i preformati possono essere approssimativamente suddivisi in tipi TDI e MDI. Rispetto ai due, il TDI ha una bassa attività di reazione dei preformati ed è principalmente abbinato ad agenti di espansione di catena amminici ad alta attività; il preformato MDI ha un'elevata attività di reazione ed è abbinato ad agenti di espansione di catena a base idrossilica con un'attività inferiore rispetto agli agenti di espansione di catena a base idrossilica. In base ai requisiti degli scenari di utilizzo e alle prestazioni del prodotto, è particolarmente importante scegliere l'agente di espansione di catena appropriato dopo aver selezionato il tipo di isocianato.
II. Tipologie di prodotti e caratteristiche applicative per l'espansione a catena in poliuretano ad alte prestazioni
2.1 L'agente principale di espansione della catena amminica Arammer Dihan
Grazie alle sue eccellenti prestazioni e all'elevata qualità, l'agente dilatante aromatico diamminico è l'agente di espansione di catena più comune e più ampiamente utilizzato nei materiali elastici poliuretanici.
Gli agenti di espansione aromatici dianramina comunemente utilizzati includono principalmente 3,3′-dicloro-4,4′-diodo (MOCA: tipo I, tipo II, resistenza alle alte temperature, ecc.), 1,3-propilenglicole doppio (4-amminobenzoato) (740m), 4,4′-sub-base-doppio (3-cloro-2,6-diecene anilina) (M-CDEA), polifamoretil etere diolo due coppie amminobenzoato (P-1000, P-650, P-250, ecc.), 3,5-due etilene torneramina (DETDA, nota anche come E-100), 3,5-diracle solfenilene (DMTDA, nota anche come E-300) e altri prodotti.
Di seguito viene fornita una panoramica delle caratteristiche applicative e dello sviluppo dei principali prodotti:
L'agente di espansione a catena MOCA è il primo agente di espansione a catena professionale ad alte prestazioni ad essere stato industrializzato nel mio paese. Si presenta allo stato solido a temperatura ambiente. Possiede le caratteristiche dei prodotti poliuretanici che ne garantiscono la sicurezza e la praticità d'uso, e può soddisfare le esigenze di diverse specifiche e forme. L'elasticità dei poliuretani è caratterizzata da elevata resistenza, alto rimbalzo, elevata resistenza all'usura, resistenza agli agenti aggressivi, resistenza alla corrosione e altre proprietà complessive. Consente la realizzazione di prodotti di grandi dimensioni. Rappresenta una combinazione completa di prestazioni degli agenti di espansione aromatici. Fin dal suo sviluppo da parte di DuPont negli anni '50, MOCA ha occupato una posizione di rilievo nel settore dell'elasticità dei poliuretani. Attualmente è il più grande agente di espansione a catena per poliuretani. È ancora più indispensabile nel campo dell'elasticità dei poliuretani da colata. Attualmente, i produttori di MOCA più noti in Cina sono: Suzhou Xiangyuan New Materials Co., Ltd. (società controllata da Jiangsu Xiangyuan Chemical Company), Huaibei Xingguang New Material Technology Co., Ltd., Shandong Chongshun New Material Technology Co., Ltd., Hua Chemical Technology Co., Ltd. (precedentemente Binhai Mingsheng Chemical Co., Ltd.), Chizhou Tianci High-tech Materials Co., Ltd., inoltre, ci sono Taiwan Shuangbang Industrial Co., Ltd., Taiwan Sanhuang Co., Ltd. e Katshan Kohshan Perfect Industry Co., Ltd.
Negli ultimi anni, sotto la guida di aziende cinesi, la tecnologia di produzione del MOCA è diventata sempre più avanzata. Ad esempio, Xiangyuan New Materials ha superato i problemi di salute dei dipendenti, grave inquinamento e insufficiente stabilità della produzione intermittente di idrogenazione. Il metodo continuo catalizza l'idrogenazione dell'idrogeno di acustica ad alta purezza e i processi di produzione di MOCA, realizzando automazione, produzione completamente chiusa, produzione ecologica, realizzando solventi, assenza di polvere, risparmio energetico, riduzione del consumo e zero emissioni. Il dispositivo di produzione continua di MOCA è diventato un produttore di fama mondiale di agenti di espansione della catena poliuretanica.
Inoltre, Xiangyuan New Materials ha sviluppato anche gli agenti di espansione di catena Xylink740M e Xylink P, realizzando l'industrializzazione di questa serie di prodotti e incoraggiando i produttori di materiali poliuretanici a migliorare la qualità, ridurre i costi e ampliare le applicazioni.
2.2 Il principale agente di espansione dilaterale del diolo aromatico
Gli agenti di dilatazione dioli aromatici comunemente utilizzati includono etere fenil-fenolico idrossilico (HQEE), intercifenilbenoli, etere idrossilico (HER) e miscela di pirofenolo fenolico idrossietilico (HQEE-L), miscela di idrossietilesilbenolo (HER-L), ecc., sono utilizzati principalmente per materiali poliuretanici per sistemi di processo MDI, e sono agenti di espansione di catena non tossici e non inquinanti. Di seguito una panoramica delle caratteristiche applicative e dello sviluppo dei principali prodotti:
L'agente di espansione di catena HQEE è un agente di espansione diolo aromatico simmetrico a struttura molecolare. Si presenta sotto forma di particelle solide, non tossiche, non inquinanti e non irritanti. Ha una buona compatibilità con MDI e può prolungare efficacemente la durata del materiale. Xiangyuan New Materials ha sviluppato gli agenti di espansione di catena delle serie HQEE, HER, Xylink HQEE-L e Xylinkher-L. La qualità è superiore a quella di prodotti simili presenti sul mercato nazionale e internazionale, e i prodotti sono commercializzati sia in Cina che all'estero.
2.3 Altri agenti di espansione della catena aromatica con prestazioni speciali
Con l'ascesa dei settori emergenti del poliuretano, sono stati continuamente promossi nuovi agenti espansivi e tecnologie applicative per soddisfare la domanda del mercato del poliuretano. Le aziende produttrici hanno sviluppato una varietà di agenti espansivi ad alta catena aromatica con prestazioni speciali.
Tianmen Winterine (DMD230) è un agente espandibile a catena contenente due gruppi amminici, utilizzato per la preparazione di rivestimenti senza solventi o ad alto contenuto di solidi. Rispetto alle normali vernici poliuretaniche a spruzzo, il prodotto presenta una risposta moderata, buone prestazioni operative, una buona efficienza di applicazione e un'eccellente resa complessiva. Offre una buona brillantezza e un effetto visibile con i policoges nella preparazione di policisotricocianato di cloruro di grassi, buona flessibilità e proprietà meccaniche, resistenza all'ingiallimento, buona resistenza alla corrosione, buona resistenza agli agenti atmosferici e protezione di lunga durata. Oltre a ponti, gallerie e vari tipi di pavimentazioni e segnaletica stradale, può essere utilizzato anche in applicazioni di fascia alta come rivestimenti protettivi e rivestimenti in pelle composita per elicotteri e pale eoliche. La produzione industriale e la promozione di questo prodotto contribuiranno allo sviluppo di rivestimenti di alta qualità.
La dispersione (311) dei composti aromatici di diharamina e cloruro di sodio (311) è un tipo di compatrion di diharamina aromatica e sali inorganici. Può essere abbinata a una varietà di prepolimeri poliuretanici a temperatura ambiente. È particolarmente adatta per forme complesse o prodotti di grandi dimensioni, vulcanizzazione a microonde e altre occasioni che richiedono tempi di funzionamento più lunghi, può anche essere utilizzata come agente indurente per resina epossidica. Prodotti simili includono Caytur 31DA negli Stati Uniti, Xylink 311, Xiangyuan New Materials.
Altri agenti indurenti sottomarini come l'ossidazolo, la chetone ammina, ecc. possono ridurre la possibilità che il rivestimento o altri prodotti producano bolle nella classe intermedia di indurimento e hanno anche margini di sviluppo.
III. Stato di sviluppo degli agenti di espansione della catena poliuretanica
L'industria nazionale degli espandibili in poliuretano ha una base di sviluppo relativamente debole. In passato, il mercato interno degli espandibili in poliuretano era monopolizzato da imprese multinazionali. Dall'inizio di questo secolo, un gruppo di aziende locali del settore, rappresentate da Xiangyuan New Materials, è riuscito a rompere il monopolio straniero dopo anni di ricerca e sviluppo e accumulo di tecnologia. Alcuni dei nostri prodotti di espandibili in poliuretano hanno raggiunto il livello di prodotti internazionali analoghi.
Essendo il più diffuso agente espandibile poliuretanico amminico, il processo di produzione di MOCA è maturo, stabile, moderato e adeguato nella risposta. Nel campo dei corpi elastici da colata nelle applicazioni a valle, in particolare il sistema TDI, un gran numero di prodotti poliuretanici ha accumulato un gran numero di formule mature di prodotti poliuretanici formula matura Essenza stabilità e funzionalità sono state testate dopo molti anni di pratica di mercato e cliente. Il costo è relativamente alto. Dopo anni di utilizzo, si è formata una certa barriera di processo. Ha un ruolo insostituibile e il campo di applicazione è in continua espansione.
L'Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA), in qualità di ente responsabile della certificazione REACH dell'UE, ha pubblicato un rapporto il 30 novembre 2017. Dopo aver confrontato i rischi per la sicurezza, le prestazioni e i costi, ha affermato che nel settore dei corpi elastici in poliuretano, la qualità del prodotto MOCA, le prestazioni, il rapporto costo-efficacia e altri vantaggi sono eccezionali e che al momento non esistono alternative.
L'industria cinese degli agenti espandenti per poliuretani ha avuto un inizio tardivo. Inizialmente, a causa del basso livello tecnologico di produzione, della scarsa disponibilità di materie prime e della carenza di personale qualificato in ricerca e sviluppo, il mercato nazionale degli agenti espandenti per poliuretani era monopolizzato dalle multinazionali. Solo negli anni '90, dopo anni di ricerca e sviluppo e accumulo di competenze, diversi produttori cinesi di agenti espandenti per poliuretani sono riusciti a rompere il monopolio tecnologico straniero, e le prestazioni di alcuni prodotti hanno raggiunto il livello di prodotti internazionali analoghi. In particolare, Xiangyuan New Materials ha assunto un ruolo di primo piano nella costruzione di un impianto di produzione continua di MOCA da 10.000 tonnellate. La qualità e il livello tecnologico del prodotto hanno raggiunto livelli di eccellenza a livello mondiale e nazionale. Attualmente, i produttori cinesi di MOCA sono in grado di soddisfare i requisiti relativi all'assenza di ionammina. Il MOCA granulare e il MOCA giallo-sensibile ad alta temperatura, tra i prodotti della serie MOCA, sono particolarmente apprezzati dall'industria del poliuretano.
Il "Dodicesimo Piano Quinquennale" dell'industria del poliuretano propone che, oltre ad ampliare la scala di produzione dell'agente di espansione di catena di alta qualità MOCA, si debba incrementare la promozione e l'applicazione di nuovi agenti di espansione di catena come MCDEA, E-100, HER, HQEE e altri prodotti. Sulla base dei prodotti della serie MOCA, con la diversificazione dei materiali e dei prodotti poliuretanici, sono emersi anche altri nuovi agenti di espansione di catena, formando un quadro differenziato con i prodotti MOCA.
Grazie al continuo miglioramento della ricerca e dello sviluppo tecnologico, i nuovi prodotti a base di agenti espandibili a catena aromatica ad alte prestazioni presentano vantaggi specifici in termini di velocità di risposta, resistenza alle alte temperature, operatività, sicurezza e protezione ambientale. Le applicazioni si sono gradualmente consolidate e il loro utilizzo continua ad espandersi. Ad esempio, P-1000, P650, P250 e 740M, grazie alle loro caratteristiche ecocompatibili e non tossiche, hanno gradualmente ampliato il mercato applicativo in diversi settori. Negli ultimi anni, con lo sviluppo e la diffusione di sistemi MDI più ecocompatibili, la scala di utilizzo di agenti espandibili a catena aromatica dioli ad alte prestazioni come HQEE e HER, con una migliore compatibilità con il sistema MDI, è gradualmente aumentata, conferendo al poliuretano un'eccellente elasticità e prestazioni specifiche quali resistenza al calore e resistenza allo strappo. Oltre alla produzione di prodotti colabili, questi agenti possono essere utilizzati anche per la produzione di prodotti elastomerici termoplastici ad alte prestazioni. Nei settori applicativi con elevati requisiti prestazionali per i materiali poliuretanici nei paesi sviluppati, gli agenti espandibili a catena come 740M, HQEE e HER stanno trovando sempre maggiore applicazione. Il nuovo agente di espansione della catena di fornitura presenta vantaggi differenziati in specifici segmenti di mercato e la soglia tecnica è relativamente elevata. Attualmente, il mercato interno è ancora nella fase di promozione applicativa.
IV. Il modello di sviluppo dell'industria dell'espansione della catena del poliuretano
L'industria del poliuretano in Nord America e in Europa occidentale vanta decenni di sviluppo. Il settore possiede una solida competenza tecnica e il mercato è relativamente maturo. Allo stesso tempo, i consumatori in queste aree hanno esigenze prestazionali più elevate per i prodotti in poliuretano e la domanda di nuovi agenti espandibili di catena è in rapida crescita. Attualmente, i paesi sviluppati come l'Europa e gli Stati Uniti detengono la quota maggiore della domanda di nuovi agenti espandibili di catena.
L'elevato consumo di poliuretano nella regione Asia-Pacifico e in altri paesi emergenti sta diventando la principale forza trainante della domanda globale di poliuretano. Tra questi, la regione Asia-Pacifico rappresenta già il più grande mercato di consumo di poliuretano al mondo, con una quota di mercato globale pari a circa il 48%; anche in altri paesi emergenti come India, Brasile, Messico, ecc., la domanda di poliuretano nei settori dell'edilizia, dei materiali da costruzione, dell'arredamento e in altri ambiti è in aumento. Tuttavia, rispetto ai paesi sviluppati in Europa e negli Stati Uniti, alcune di queste regioni sono ancora nelle prime fasi dell'industrializzazione. Sono quindi molto sensibili al prezzo delle materie prime nel settore del poliuretano e prestano maggiore attenzione ai costi e al rapporto qualità-prezzo. In futuro, questa area manterrà un'elevata domanda di adesivi multistrato (MOCA) ad alto costo.
Attualmente, le principali aziende internazionali operanti nel settore dell'espansione della filiera poliuretanica, come la Kazaka Kagosan Perfect Industry Co., Ltd., la statunitense Air Chemical (acquisita da Winchuang nel 2016) e la statunitense Coco (acquisita da Langsheng nel 2017), detengono la maggior parte della quota di mercato mondiale. Alcune piccole aziende, prive di un adeguato sistema di collaborazione tra industria, università e ricerca, sono state eliminate a causa della qualità e del prezzo dei prodotti, e la concentrazione del settore è ulteriormente aumentata. Allo stesso tempo, le grandi aziende, grazie alla loro solida base di capitale e al loro background in ricerca e sviluppo, espandono la produzione di materie prime e prodotti, creando basi produttive transnazionali monopolistiche su larga scala e centri di vendita e ricerca e sviluppo in aree con risorse, mercati e condizioni di lavoro favorevoli.
5. Stato attuale e direzione di sviluppo degli agenti espansivi poliuretanici
Come additivi importanti per i materiali poliuretanici, gli agenti espandibili poliuretanici sono utilizzati principalmente nel sistema CASE (che comprende rivestimenti, adesivi, sigillanti e corpi elastici) nei materiali poliuretanici. Tra questi, il corpo elastico poliuretanico è un materiale sintetico polimerico intermedio tra la gomma comune e la plastica. Possiede sia l'elevata elasticità della gomma che l'elevata durezza e resistenza della plastica (da 5 a 10 volte), è noto come "il re delle gomme resistenti all'usura" e presenta una buona resistenza meccanica, resistenza agli oli, resistenza chimica, resistenza alla flessione, eccellente resistenza alle basse temperature e prestazioni di isolamento. Oltre ai corpi elastici poliuretanici convenzionali di tipo colabile e termoplastico, i materiali a base di poliuretano elastico includono anche adesivi, rivestimenti, sigillanti, materiali per pavimentazione, suole, pelle sintetica, fibre, ecc., che diventano materiali poliuretanici elastici. Con il continuo miglioramento del livello tecnologico, l'elasticità del poliuretano ha sostituito gomma, plastica e metalli in vari settori come l'automotive, l'industria mineraria, la stampa, le attrezzature, la lavorazione meccanica, lo sport e i trasporti.
Secondo le statistiche degli enti competenti, il consumo cinese di poliuretani CASE (carrozzeria elastica, rivestimenti, pelle sintetica, sigillanti e adesivi) nel 2021 è stato di 7,77 milioni di tonnellate, con un tasso di crescita medio annuo dell'11,5% nel periodo 2016-2021.
Nel 2016 la produzione cinese di poliuretano elastico ha raggiunto le 925.000 tonnellate, mentre nel 2021 ha toccato 1,5 milioni di tonnellate, con un tasso di crescita annuo composto del 10,2%; il tasso di crescita annuo medio dei consumi è stato del 12,5%. Si stima che entro il 2025 la produzione nazionale di poliuretano elastico raggiungerà i 2,059 milioni di tonnellate, confermando un trend di rapida crescita.
A livello globale, la produzione mondiale di elastomeri poliuretanici ha raggiunto 2,52 milioni di tonnellate nel 2016 e 3,539 milioni di tonnellate nel 2021, con un tasso di crescita annuo composto del 7,0%. Entro il 2025, si prevede che la produzione globale di elastomeri poliuretanici raggiungerà 4,495 milioni di tonnellate, mostrando un trend di sviluppo rapido e costante.
L'elastomero poliuretanico termoplastico (TPU) possiede un'eccellente resistenza all'usura. È caratterizzato da elevata resistenza alla trazione, allungamento, resistenza agli oli, alle basse temperature, agli agenti atmosferici e all'ozono, e presenta un'ampia gamma di durezza. Negli ultimi anni, l'applicazione del TPU si è estesa dal settore calzaturiero a settori di fascia alta come quello farmaceutico, aeronautico e della protezione ambientale. Secondo le statistiche, dal 2014 al 2021, il tasso di crescita annuo composto medio della produzione di TPU in Cina ha raggiunto il 14,5%. Nel 2021, la produzione di TPU del mio Paese è stata di circa 645.000 tonnellate, rendendo la Cina il più grande produttore mondiale di TPU. La produzione e il volume netto delle esportazioni sono aumentati costantemente negli ultimi anni.
Dal punto di vista della domanda, il mercato globale del TPU è attualmente concentrato in Europa, negli Stati Uniti e nella regione Asia-Pacifico. Tra queste, la regione asiatica, guidata dalla Cina, è il mercato regionale a più rapida crescita nel consumo globale di TPU. Secondo le statistiche del Comitato Speciale per gli Elastici dell'Associazione Cinese dell'Industria del Poliuretano, il consumo totale di prodotti in poliuretano nel mio paese nel 2018 ha raggiunto 11,3 milioni di tonnellate, di cui circa 1,1 milioni di tonnellate erano costituite da elastomeri poliuretanici (TPU+CPU).
Il TPU è ancora uno dei prodotti in poliuretano con la crescita più rapida nel prossimo futuro. Il mio Paese è diventato il più grande consumatore mondiale di TPU. Secondo le statistiche, il tasso di crescita annuo composto medio del consumo di TPU in Cina nel periodo 2017-2021 è stato pari al 12,9%, con un consumo totale di 602.000 tonnellate nel 2021, in aumento dell'11,6% su base annua. Considerando la produzione globale di TPU di 1,09 milioni di tonnellate nel 2021, il consumo interno di TPU ha superato la metà di quello mondiale. In futuro, la domanda di materiali per calzature, pellicole, tubi e cavi sarà ancora più elevata. Nel settore delle apparecchiature mediche, dei cavi e delle pellicole, sostituirà ulteriormente i materiali tradizionali in PVC. È molto probabile che sostituirà l'EVA nel settore dei materiali per calzature. Si prevede che il TPU manterrà un trend di crescita del 10% o superiore in futuro. Si prevede che il suo consumo raggiungerà circa 900.000 tonnellate entro il 2026.
Con la graduale espansione della scala di produzione, il costo dei prodotti elastici in poliuretano è inferiore, la varietà è più diversificata, la domanda di mercato è migliorata e lo sviluppo industriale è rapido. Durante il periodo del "Quattordicesimo Piano Quinquennale", l'industria CASE dovrebbe promuovere con vigore lo sviluppo di prodotti orientati all'acqua, senza solventi e ad alto contenuto di solidi; aumentare lo sviluppo di CASE e lo sviluppo tecnologico sintetico della struttura delle materie prime di base, concentrandosi sull'applicazione del poliuretano idrotermico; concentrarsi sulla ricerca teorica di base e sulla tecnologia ingegneristica a base d'acqua; migliorare le prestazioni dei prodotti, sviluppare nuovi prodotti, ampliare il campo di applicazione e promuovere la costruzione di nuove infrastrutture nel trasporto ferroviario, autostradale, ponti e gallerie, trasmissione di energia, ecc. e l'applicazione nel campo medico; promuovere l'applicazione tecnica di adesivi poliuretanici a zero formaldeide per aggiungere lastre artificiali; sviluppare prodotti all'ammoniaca differenziati, funzionali e ad alto valore aggiunto; rafforzare la ricerca e la tecnologia applicativa della struttura, delle prestazioni e della durata dei materiali impermeabilizzanti in poliuretano; promuovere l'applicazione dei materiali poliuretanici negli edifici prefabbricati.
Le principali direzioni di sviluppo del settore degli elastomeri sono:
Elastomeri poliuretanici per il settore automobilistico. L'industria automobilistica odierna si sta evolvendo verso prestazioni elevate, alta qualità, leggerezza, comfort e sicurezza. I materiali sintetici in gomma e plastica stanno gradualmente sostituendo i materiali metallici, aprendo così ampie prospettive di applicazione per gli elastomeri poliuretanici.
Elastomeri poliuretanici per l'edilizia. Il tradizionale materiale impermeabilizzante in feltro bituminoso è stato gradualmente sostituito da un materiale impermeabilizzante in poliuretano, durevole e utilizzabile in tutte le sue componenti; l'applicazione di piste sportive in poliuretano è sempre più diffusa. Anche i giunti di dilatazione dei grandi ponti, le traversine delle ferrovie ad alta velocità, le piste aeroportuali e le sigillature stradali vengono gradualmente realizzati con elastomeri in PVC solidificati a temperatura ambiente.
Elastomero poliuretanico per applicazioni minerarie. Nelle miniere di carbone, metalli e non metalli, vi è una forte domanda di materiali non metallici con elevata resistenza all'usura, elevata robustezza ed elasticità.
Elastomero poliuretanico per calzature. L'estere policloruro di elasticità presenta vantaggi quali buone proprietà di assorbimento degli urti, leggerezza, resistenza all'usura e allo scivolamento, ed è diventato un materiale di supporto importante nell'industria calzaturiera.
Elastomeri poliuretanici per uso medicale. La buona biocompatibilità, la compatibilità con il sangue e l'assenza di additivi sono ragioni importanti per l'applicazione dei materiali TPU e CPU in campo medicale. Il loro impiego nel settore medico e sanitario è molto ampio.
Nuova lastra composita in poliuretano. Si prevede che la tecnologia dei materiali compositi darà il via a una nuova fase di forte crescita del mercato degli elastomeri poliuretanici.
VI. Tendenza di sviluppo del settore dell'espansione della catena del poliuretano nel “14° Piano quinquennale”
A livello globale, il rapido sviluppo dei settori delle costruzioni, dell'industria automobilistica, delle apparecchiature elettroniche intelligenti, delle nuove energie e della protezione ambientale ha notevolmente incrementato la domanda di prodotti in poliuretano. I colossi mondiali del poliuretano continuano a innovare in termini di tecnologia e applicazioni, promuovendo lo sviluppo e la produzione di nuovi prodotti. Con l'espansione dei prodotti in poliuretano nel campo di applicazione e nell'ambito del mercato finale a valle, la diversificazione della domanda di tali prodotti stimolerà la continua innovazione e lo sviluppo delle aziende produttrici di poliuretano.
Nei prossimi 10 anni, l'applicazione dei prodotti in poliuretano in alcuni settori di nicchia si svilupperà rapidamente. Gli esperti del settore prevedono che la domanda globale di poliuretano aumenterà a un tasso del 4,5% all'anno. In particolare, si stima che il tasso di crescita medio annuo della domanda di poliuretano sarà del 5,7% nei settori della refrigerazione, delle calzature, del tessile, del tempo libero e altri ancora. La domanda nel settore dei prodotti finiti è aumentata leggermente, con una crescita prevista di circa il 3,3% all'anno. I paesi emergenti della regione Asia-Pacifico, grazie al supporto di tecnologie innovative, hanno ampliato le applicazioni a valle e la domanda di poliuretani raggiungerà un tasso di crescita a doppia cifra ogni anno.
In quanto materia prima fondamentale per l'industria del poliuretano, l'industria degli additivi per poliuretano del mio Paese deve attuare con fermezza il nuovo concetto di sviluppo. Di seguito, il tema della promozione dello sviluppo di alta qualità dell'industria del poliuretano, con l'obiettivo di accelerare la costruzione di un nuovo modello di sviluppo a "doppio ciclo", focalizzato sulla trasformazione verde, a basse emissioni di carbonio e digitale, accelerare la costruzione di un moderno sistema industriale, promuovere i prodotti di fascia alta che presentano delle lacune, acquisire tecnologie chiave di alto livello, aprire nuove strade nei prodotti tradizionali e promuovere la trasformazione del mio Paese da produttore di poliuretano a Paese leader nel settore.
Attualmente, gli estensori di catena in poliuretano sono diventati una delle materie prime poliuretaniche indispensabili per i principali progetti infrastrutturali nazionali. L'industria degli estensori di catena in poliuretano sta incrementando gli investimenti in innovazione, sviluppandosi nella direzione della tutela ambientale, dell'alta efficienza e dell'alta qualità. Concentrandosi sulle esigenze dei settori aerospaziale, elettronico, delle energie rinnovabili, automobilistico, ferroviario ad alta velocità, del trasporto ferroviario, delle autostrade, dei grandi ponti, sanitario e della difesa nazionale, la trasformazione e l'applicazione delle nuove conquiste tecnologiche degli estensori di catena in poliuretano vengono accelerate per migliorare il livello di sviluppo complessivo dell'industria poliuretanica.
La direzione di sviluppo dell'industria degli estensori di catena per poliuretano è quella di sviluppare prodotti di alta qualità ed ecocompatibili, con prestazioni di protezione ambientale superiori. Questi prodotti non devono essere solo puliti e non inquinanti nel processo produttivo, ma anche sicuri ed ecocompatibili durante l'utilizzo, promuovendo così un processo di produzione di prodotti in poliuretano più sostenibile. In secondo luogo, si mira ad ampliare ulteriormente l'utilizzo degli estensori di catena esistenti, in modo da conferire nuova vitalità applicativa ai prodotti professionali già in commercio. Il livello tecnologico di alcune aziende nazionali produttrici di estensori di catena per poliuretano è pari a quello delle multinazionali, ma sono necessarie ulteriori ricerche applicative per far sì che un maggior numero di utenti comprenda la superiorità dei prodotti, in particolare promuovendo i prodotti a base di diammina aromatica liquida, facili da usare e con prestazioni eccellenti, e sfruttando l'effetto sinergico degli estensori di catena per risparmiare energia, ridurre consumi e costi. Il terzo obiettivo è quello di sviluppare ulteriormente nuovi prodotti in base alle esigenze del mercato, per fornire prodotti più adatti e di qualità superiore all'industria del poliuretano, soddisfare le esigenze del mercato a valle ed espandere il campo di applicazione.
Per i materiali elastici in poliuretano, gli estensori di catena rappresentano un additivo importante e fondamentale, presente in grandi quantità e ad alto valore aggiunto, che riveste grande importanza per il miglioramento delle prestazioni del prodotto. Inoltre, anche in altri materiali poliuretanici e persino nelle materie plastiche espanse, gli estensori di catena in poliuretano hanno un effetto evidente sul miglioramento delle prestazioni del prodotto. Nell'industria del poliuretano, il mercato degli estensori di catena in poliuretano è enorme. Al fine di promuovere e guidare lo sviluppo di alta qualità dell'industria del poliuretano, è necessario rafforzare la ricerca applicativa e la promozione degli estensori di catena in poliuretano, sviluppando una gamma sempre più ampia e di qualità superiore di tali prodotti, nel rispetto della salute, del risparmio energetico, della sicurezza, della tutela ambientale e delle prestazioni applicative, in modo da contribuire maggiormente a una vita migliore per l'umanità.
Data di pubblicazione: 8 febbraio 2023