8月30日,由中油工程旗下昆仑工程公司与濮阳市盛通聚源合作的生物基PC特种工程塑料亮相第七届新材料产业博览会。作为国内首套最大产能装置,以生物基单体替代双酚A,性能更优且无双酚A,打破外企垄断。
昆仑工程公司联合濮阳市盛通聚源合作的生物基PC工业生产装置于2025年2月开车成功。作为国内首套且产能最大的生物基PC工业生产装置,年产5000吨,工艺采用生物基单体替代共聚单体双酚A,在聚合产品中引入独特的双呋喃环结构,从而在光学性能、耐候性等关键指标上超越传统双酚A型PC。更以不含双酚A的先天优势,精准切入食品包装、医疗器械等万亿级应用市场。
此项技术由濮阳市盛通聚源新材料有限公司牵头基础研究,昆仑工程公司牵头工艺包开发及工程设计,克服核心单体合成与纯化、高效聚合工艺开发、产品性能平衡与调控、产业化与成本控制等技术难题,打破外国企业产品在中国市场的垄断,开辟生物基PC本土商业化的可能性,提高了我国在聚碳酸酯功能化、差异化、高端化发展的核心竞争力。
从工艺来看,PC的合成通常分为光气法与非光气法两种工艺。光气法:包括溶液光气法、界面缩聚法和酯交换法。界面缩聚法是目前最常用的方法,它通过双酚A钠盐和光气进行反应,生成聚碳酸酯。此法工艺成熟、生产稳定、易于操控 。
非光气法:主要是通过碳酸二甲酯与苯酚进行酯交换反应生成碳酸二苯酯,再与双酚A进行酯交换和缩聚反应生成聚碳酸酯。这种方法被称为“绿色工艺”,因为它不使用有毒的光气作为原料,对环境和操作人员更为安全 。
生物基PC就是以生物基双酚A和碳酸二苯酯为原料,通过非光气法聚合而成,生产过程中需高温反应和废气处理。
盛通聚源于2017年投资19.5亿元建设一期13万吨/年聚碳酸酯项目,采用拥有自主知识产权的“非光气熔融酯交换法”生产技术,该公司也是中国率先掌握非光气熔融酯交换法PC生产技术的企业之一。盛通聚源二期项目是与中石油合作在建的5.4万吨/年特种聚合物项目,其中涵盖了低熔指PC侧线项目、生物基PC项目、PPS项目、氢化双酚A项目、异山梨醇项目、改性塑料生产线项目等。
PC市场竞争加剧
2024年全球PC产能增长到780万吨/年左右,我国PC产业呈现高速发展态势。截至2024年底,国内总产能达381万吨,产量230万吨,几乎占到全球产能的半壁江山,产能居于全球首位。近五年我国PC产能增长中,非光气法产能提升明显,目前已成为国内最重要的PC生产工艺,占比接近50%。
另外,在建和拟建项目超200万吨。
虽然我国PC产能局全国首位,2024年进口量88.73万吨,出口量48.71万吨,进口依存度降至24.7%,但是高性能、特种化PC产品仍需要进口,如高流动性、高耐热、医疗级、光学级等高端牌号产品。
未来值得关注的PC产品
面对市场激烈的竞争,“十五五”期间PC行业将聚焦于高端化产品:
一、医疗级PC:医疗行业对材料的安全性和可靠性要求极高,FDA认证周期较长,需要通过严格的生物相容性等测试;
医疗级PC可用于医疗器械领域(如注射器、血液透析器、手术器械等)、诊断设备(如光学显微镜的镜片和盖玻片)、人工器官(如心脏瓣膜、人工血管的理想材料)、药物输送系统(如缓释药物的胶囊和植入物)以及医疗设备的外壳和保护罩等。医疗级PC生产企业包括科思创、万华化学、日本帝人、SABIC等。
二、光学级PC:透光率需达92%以上甚至更高,纳米级控制技术有待突破;
光学级PC广泛用于光学镜片、显示面板、LED灯罩等领域。国外以日本帝人、科思创、SABIC为代表,国内企业如万华化学、鲁西化工在该领域持续投入研发。今年8月27日,万华化学与吉利汽车联合发布车规级光导PC材料Clarnate® LED1355合作成果,万华化学成为首家进入吉利汽车车灯导光级材料核心供应链的中国企业。该材料通过万华自主研发的界面缩聚光气法工艺,在原料配比、助剂优化及生产工艺等环节取得突破。
三、一些特种牌号PC:如阻燃PC、生物基PC等值得关注。
阻燃PC:重点应用于电子电器外壳、汽车零部件等领域。
生物基 PC:主要布局企业有日本三菱化学、科思创和日本帝人等。作为绿色环保型特种材料,盛通聚源与昆仑工程的合作项目已实现产业化突破,有望在食品接触、医疗等领域快速替代传统产品。比如科思创推出“生物基Makrolon®”,用于眼镜镜片;日本帝人开发100%生物基PC;三菱化学采用异山梨醇(ISO) 作为生物基单体的DURABIO系列产品,已应用在如高光喇叭罩、中控面板等多种内外饰零部件中。
总的来说,生物基PC的产业化成功,标志着我国在特种PC领域实现从“跟跑”到“领跑”的关键跨越,“央企+民企”的合作模式为技术转化提供了高效路径。面对全球PPC市场竞争加剧与高端产品进口依赖的双重挑战,PC行业需以“高端化、差异化、绿色化”为核心方向,聚焦医疗级、光学级等关键领域的技术攻坚,依托自主工艺优势降低成本,才能在激烈竞争中巩固产能优势,实现从“产能大国”向“产业强国”的质变。
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