PBT産需與開(kāi)發應用分析

一、概念

　　何謂"PBT"？PBT即對苯二甲酸丁二醇酯，是由對苯二甲酸（PTA）或對苯二甲酸二甲酯（DMT）與1，4-丁二醇（BD）的縮聚物，是分子主鏈上(shàng)帶有(yǒu)鏈節的熱塑性樹(shù)脂，PBT産品一直是作(zuò)為(wèi)聚酯系的工程塑料和(hé)纖維使用。原料為(wèi)PTA（或DMT）和(hé)BDO（1，4-丁二醇），最大(dà)特長在于從熔融狀态到固化成形的結晶化速度的快慢。因此，主要是作(zuò)為(wèi)注塑成型和(hé)擠壓成型來(lái)使用。由于PBT樹(shù)脂具有(yǒu)優異的機械、電(diàn)氣、耐化學腐蝕、易成型及低(dī)吸濕性能等，是一種綜合性能優良的新型工程塑料。為(wèi)此，國外對PBT樹(shù)脂進行(xíng)了改性研究開(kāi)發并已取得(de)了良好的效果。由于PBT産品獨特的性能，PBT工程塑料和(hé)各種PBT合金已廣泛應用于電(diàn)子電(diàn)氣、家(jiā)用電(diàn)器(qì)、汽車(chē)、機械、儀表、輕紡及民用等各個(gè)領域。特别是PBT纖維也在針織、毛紡、織帶和(hé)絲織等領域顯示出其自己"獨占鳌頭"的優越性。就像其他許多(duō)大(dà)品種合成纖維一樣，PBT纖維也都是在20世紀40年代發明(míng)的。然而，直到近年各石化公司才開(kāi)始開(kāi)發更短(duǎn)的生(shēng)産路線和(hé)生(shēng)産這些(xiē)聚合物的更加經濟的技(jì)術(shù)。雖然PBT與它的同族老大(dà)哥(gē)--著名的PET非常相近，但(dàn)将它們作(zuò)為(wèi)新的種類介紹給消費者，從而為(wèi)聚酯樹(shù)立一個(gè)新的形象是十分重要的。這樣，PBT可(kě)能會(huì)變得(de)更加重要。法國Valence的Rieler紡織系統和(hé)Rieter ICBT與聚合物生(shēng)産商及其客戶以及潤滑劑公司密切合作(zuò)，共同研究以調整及優化這些(xiē)纖維的加工方法。相關的生(shēng)産方法如下：地毯用絲的直接并撚（BCF）、服裝工業用的拉伸變形（DTY）、空(kōng)氣噴射變形（ATY）、服裝工業用二合一加撚機（2合1）。

二、PBT的種類

　　PBT品種也是比較繁多(duō)的，除非增強的普通(tōng)品級外，還(hái)有(yǒu)阻燃型、玻纖增強型、玻纖增強阻燃型、共混合金品級等。而共混合金産品又可(kě)以分别與聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯、尼龍、聚苯醚等共混成聚合物合金。如日本三菱工程塑料公司開(kāi)發成功PBT流延級産品及吹塑級樹(shù)脂"諾瓦杜萊" (Novaduran)，其牌号分别為(wèi)5020s（均聚密度1.31 g/cm3、熔點224℃）、5505S（軟性）、5510S（超軟、密度1.29 g/cm3、熔點219℃）。PBT以往主要用于電(diàn)器(qì)的連結件、外殼等注塑制(zhì)品，新開(kāi)發的流延及吹塑級樹(shù)脂具有(yǒu)高(gāo)結晶性、高(gāo)流動性、較好的耐熱性、易于多(duō)層共擠等優點。用其制(zhì)成的薄膜具有(yǒu)高(gāo)強度、高(gāo)耐熱、高(gāo)透明(míng)、高(gāo)光澤、耐磨、耐酸、耐潮、保香等特性。以30μm厚的PBT與30 μm厚的LLDPE、12 μm厚的PET相比較，其薄膜拉伸強度分别為(wèi)LLDPE和(hé)PET 的4-5倍。同樣是25 μm厚的薄膜，PBT的氧氣透過率與PET 相同，水(shuǐ)蒸汽透過率略高(gāo)于PET。PBT作(zuò)為(wèi)多(duō)層共擠出薄膜的表層尤為(wèi)理(lǐ)想，非常适合于包裝調味品、泡菜、火(huǒ)腿腸、咖啡及濃香型日用化學品等。

三、PBT産品的應用領域

　　1.聚酯薄膜

　　PBT聚合物在溶液作(zuò)用下可(kě)制(zhì)成薄膜，也能通(tōng)過拉伸制(zhì)成單軸或雙軸定向拉伸薄膜，它的優良的機械性能，特别在薄膜領域內(nèi)具有(yǒu)廣闊的發展前景。單軸定向拉伸薄膜的抗張強度為(wèi)3.5Gpa、彈性模量為(wèi)255Mpa、斷裂伸長1%，用70份3，4-二氨二苯醚-對苯二胺對苯二甲酰氯共聚物制(zhì)成的6%甲磺酸液晶溶液，用擠出流涎法制(zhì)成的單軸定向拉伸薄膜厚為(wèi)43 nm，抗張強度1.1 MPa，彈性模量12lGPa。

　　2.複合材料

　　PBT纖維具有(yǒu)高(gāo)抗張性，高(gāo)熱穩定性，高(gāo)耐化學品性及質輕，且與環氧樹(shù)酯有(yǒu)極好的相容性，其相界面剪切強度為(wèi)17.3 MPa。特别适用于複合材料的增強基元，PBT的漿粕同樣适用于複合材料的增強基元，這種漿帕可(kě)用原纖化方法制(zhì)備，其長度為(wèi)3-5 mm，長徑比>40，在複合材料中的質量分數(shù)為(wèi)1％-l0％，且呈現無規則取向分布，由非液晶态加工的PBT膜及與非液晶态高(gāo)分子聚台物所形成的高(gāo)分子複合膜，具有(yǒu)高(gāo)度的光學透明(míng)性和(hé)較好的光學質量，可(kě)用于光電(diàn)子及時(shí)性l光學材料，如用于非線性光學材料領域。

　　PBT液晶溶液加工形成的連續膜，具有(yǒu)高(gāo)模量與優良的尺寸穩定性．可(kě)用于磁帶或軟盤的帶基，并且磁性材料連續層可(kě)在高(gāo)溫下直接噴塗在帶基上(shàng)。改性PBT電(diàn)導率高(gāo)，可(kě)用于有(yǒu)機材料及制(zhì)作(zuò)電(diàn)子照相光感受器(qì)。PBT的綜合力學性能優于鋁合金．而且抗腐蝕，抗輻射，可(kě)用于航天、導彈、防彈等各種增強的結構材料。

　　3.合成纖維

　　PBT經混紡可(kě)制(zhì)備PBT纖維．可(kě)以采用多(duō)聚磷酸或甲磺酸為(wèi)溶劑，或使用極性溶液添加無機鹽作(zuò)溶液．将PBT複配成6％的多(duō)聚磷酸溶液或配成10%的甲磷酸溶液，或用硝基甲烷添加一定量的三氯化鋁作(zuò)溶劑，配成紡絲液晶溶液，經紡絲裝置的多(duō)段過濾器(qì)過濾，再由紡絲的噴絲頭噴出，通(tōng)過空(kōng)氣層進入凝固液凝固，再經洗浴洗滌幹淨，通(tōng)過傳動輥、調節輥、在氮氣保護下，于550℃ 下進行(xíng)曲熱拉伸處理(lǐ)，最後收卷得(de)成品。

　　通(tōng)過改變纖維凝固條件，還(hái)可(kě)控制(zhì)纖維中微纖網目結構的長寬比來(lái)解決壓縮強度比碳纖維差的問題，或采用微細溶膠-凝膠玻璃與PBT複合以後提高(gāo)PBT纖維的壓縮強度，提高(gāo)率可(kě)達187％-279％；PBT纖維具有(yǒu)極高(gāo)的力學性能和(hé)優良的耐化學藥品性，用PBT纖維可(kě)制(zhì)備耐熱性防護薄闆、高(gāo)強薄闆、高(gāo)強繩索、耐磨産品、空(kōng)氣清新過濾布、光纖電(diàn)纜隔離物、高(gāo)級釣魚線、安全網、複合縫紉線等。

　　将多(duō)層PBT、PBO織物與高(gāo)聚物基體(tǐ)層壓在一起，可(kě)制(zhì)備人(rén)體(tǐ)防彈衣，這種防彈衣的性能比一般的防彈衣質量輕且穿着舒适 此外，也适用于制(zhì)造防切割、耐高(gāo)溫和(hé)耐火(huǒ)焰的防護手套，其防切割性能優于其它耐切割織物。PBT纖維還(hái)可(kě)用于制(zhì)造高(gāo)性能複合材料碳纖維等，其優異的力學性能和(hé)耐高(gāo)溫性能已顯示出廣泛的應用前景。

四、PBT生(shēng)産以及消費情況分析

　　1．PBT的生(shēng)産情況

　　回顧PBT前些(xiē)年裏，世界上(shàng)主要PBT生(shēng)産公司主要集中在美國、西歐、日本和(hé)韓國。前幾年又據美國Kline&Co公司統計(jì)分析，美國GE塑料公司是世界上(shàng)最大(dà)的PBT生(shēng)産商，生(shēng)産能力為(wèi)14萬噸/年，在2004年前後時(shí)間(jiān)段裏該公司已經占世界總生(shēng)産能力的24.1％。而當時(shí)Ticona公司和(hé)美國杜邦公司是世界第二和(hé)第三PBT生(shēng)産商，這兩家(jiā)公司的生(shēng)産能力分别為(wèi)8萬噸/年和(hé)7.5萬噸/年，占世界總生(shēng)産能力的比例分别為(wèi)13.8％和(hé)12.0％。巴斯夫公司、日本帝人(rén)/寶理(lǐ)塑料公司和(hé)拜爾公司居于其後，生(shēng)産能力分别為(wèi)5.5萬噸/年、3.5萬噸/年和(hé)2.5萬噸/年。世界其他PBT生(shēng)産商的産能合計(jì)為(wèi)14.5萬噸/年。2004年初世界PBT總生(shēng)産能力為(wèi)58萬噸/年，2007-2008年間(jiān)世界PBT生(shēng)産能力将超過80萬噸/年。可(kě)以說，2004年前全球各大(dà)PBT生(shēng)産商如Ticona、美國杜邦、DSM、帝人(rén)、拜爾等公司新增産能25.5萬噸/年。塞拉尼斯公司子公司Ticona公司與DSM公司組建了50/50合資企業在荷蘭埃門(mén)建設6萬噸/年的PBT裝置，将于2005年建成，基礎工程的伊文達一費希爾公司完成。DSM公司在當地擁有(yǒu)3萬噸/年的PBT裝置。Ticona公司在美國謝爾比擁有(yǒu)3萬噸/年的PBT裝置。為(wèi)鞏固在工程塑料領域的領導地位，拜耳、杜邦連手投資5000萬歐元成立合資企業DuBay公司，在德國建造世界級PBT工廠，初期年産量8萬噸。新裝置建在杜邦的德國Hamm-Uentrop（烏曲普）化學工業園內(nèi)，采用最新的環保和(hé)安全标準建設，該裝置已于2004年初投産。Ticona與帝人(rén)和(hé)Daicel公司（日本最大(dà)的PBT生(shēng)産商）的合資公司winTech公司在日本松山(shān)擁有(yǒu)1萬噸/年的PBT裝置，并又在建設5萬噸/年的PBT裝置。巴斯夫和(hé)東麗(lì)公司組建50/50合資企業在馬來(lái)西亞關丹現有(yǒu)石化聯合裝置所在地，投資4000萬美元建設PBT裝置，2006年投産時(shí)初期能力為(wèi)6萬噸/年，并可(kě)根據需要擴增至10萬噸/年，由現有(yǒu)巴斯夫石化聯合裝置供應生(shēng)産PBT原料丁二醇。

　　随着近年來(lái)國際市場(chǎng)上(shàng)各個(gè)公司産能的演變，有(yǒu)部分PBT生(shēng)産商仍然在擴大(dà)産能，世界PBT産能排行(xíng)榜也發生(shēng)了很(hěn)大(dà)的變化。如江蘇南通(tōng)地區(qū)的藍(lán)星化工新材料股份有(yǒu)限公司、江蘇儀征化纖股份公司、巴斯夫公司、沙特阿拉伯Osos 石化公司最近幾年正擴大(dà)PBT産能，而2007年以後江蘇南通(tōng)以及江蘇儀征的PBT産能都将超過8萬噸/年，這兩個(gè)公司的産能在中國名列前茅。因此，2008年以後世界PBT産需情況會(huì)出現比較大(dà)的變化，根據相關PBT生(shēng)産廠家(jiā)介紹說："前兩年PBT是供不應求，要貨的人(rén)排隊采購，PBT産品緊俏得(de)很(hěn)"，而2007年PBT生(shēng)産廠家(jiā)相關人(rén)士認為(wèi)市場(chǎng)行(xíng)情不如從前了，PBT社會(huì)供應量的增大(dà)是導緻銷售不如原來(lái)紅火(huǒ)的根本因素所在。可(kě)是如今，還(hái)有(yǒu)部分聚酯行(xíng)業人(rén)士想上(shàng)PBT項目，這就需要提醒投資者慎重對待此項産品的新建工作(zuò)，必須對國內(nèi)外市場(chǎng)進行(xíng)周密的調研後才能做(zuò)出最終結論，千萬要吸取盲目投資帶來(lái)巨大(dà)損失的沉痛教訓。

　　2. PBT的消費情況

　　我國PBT最主要的消費領域是電(diàn)子電(diàn)器(qì)，主要制(zhì)作(zuò)連接器(qì)、開(kāi)關或汽車(chē)零部件等。随着我國汽車(chē)工業和(hé)電(diàn)子/電(diàn)氣産業的高(gāo)速發展，對PBT的需求量也在快速增長着，PBT系列産品前景在2010年前後仍然是十分看好。回顧2003年全球PBT消費量大(dà)約為(wèi)57萬噸/年（基礎樹(shù)脂），需求以北美為(wèi)主，亞洲由于電(diàn)子/電(diàn)器(qì)工業需求的驅動，消費量也快速增長。全球PBT分地區(qū)的需求量分别為(wèi)：北美20萬噸、西歐16.5萬噸、日本9.8萬噸、世界其他地區(qū)18.8萬噸。汽車(chē)和(hé)電(diàn)子電(diàn)氣工業消費量占?需求量已經保持年均8-10％的速度遞增。

　　根據測算(suàn)獲悉，全球PBT消費量從2003年57萬噸增長到了2005年的66萬噸左右。美、歐、日對PBT的需求仍在增長，最近幾年一些(xiē)新裝置也在建設投産中進行(xíng)。西歐PBT總能力從2000年20萬噸/年增加到了2003年30萬噸/年。西歐2003年對PBT需求量達到11萬噸，主要用于電(diàn)子電(diàn)器(qì)部件、光導纖維以及與聚碳酸酯的摻混合金用于汽車(chē)零部件。

　　目前PBT産品主要消費地區(qū)為(wèi)歐美等發達國家(jiā)，2005年需求量達到了60萬噸左右，并且現在正以每年10％以上(shàng)的速度增長，産能也同步甚至超前增長。由于在五大(dà)類工程塑料中具有(yǒu)許多(duō)優勢，需求量有(yǒu)較大(dà)發展空(kōng)間(jiān)。特别是還(hái)有(yǒu)PBT纖維類的産品價格一直是低(dī)于氨綸纖維價格，亞太地區(qū)對PBT纖維的需求量正在不斷的攀升，自從2004年初以來(lái)，亞太地區(qū)對PBT纖維的需求量比2003年同期增加了30％以上(shàng)，而日本東麗(lì)株式會(huì)社是亞洲的主要供應商。而PBT纖維方面：衆所周知，化纖作(zuò)為(wèi)紡織工業的基礎産業，始終是我國規劃發展的重點行(xíng)業，特别是最近幾年來(lái)随着紡織等市場(chǎng)需求的持續增長，産能和(hé)産業集聚，規模不斷擴大(dà)，行(xíng)業競争力有(yǒu)較大(dà)提高(gāo)。同時(shí)，圍繞化纖産業鏈的相關産品的市場(chǎng)競争日益激烈，化纖行(xíng)業已經成為(wèi)高(gāo)度競争性行(xíng)業。以聚酯及滌綸為(wèi)主體(tǐ)的化纖業急速發展，使我國化纖産能占世界化纖産能的40%，但(dàn)是化纖行(xíng)業結構矛盾突出，産業鏈發展不協調。整體(tǐ)技(jì)術(shù)水(shuǐ)平與先進國家(jiā)仍然有(yǒu)較大(dà)差距，競争力差，特别是最近兩年來(lái)的聚酯産能大(dà)擴容，使得(de)生(shēng)産能力過剩情況嚴重，開(kāi)工率日益降低(dī)，規模和(hé)效益的增長有(yǒu)呈反向發展的趨勢。可(kě)見預計(jì)，今後市場(chǎng)的競争更加體(tǐ)現在先進生(shēng)産力和(hé)有(yǒu)效産能的競争中。

　　由于PBT纖維所具有(yǒu)的卓越性能，特别适用于生(shēng)産長絲和(hé)短(duǎn)纖維，适用于生(shēng)産針織和(hé)機織織物，并制(zhì)成各類服裝。PBT纖維尤其能滿足高(gāo)彈力且手感柔軟的紡織品的市場(chǎng)需求。PBT纖維可(kě)常壓沸染，染色溫度低(dī)、壓力低(dī)，良好的抗污性是它的突出優點。PBT纖維還(hái)是優良的醫(yī)用和(hé)電(diàn)工材料。我國PBT纖維的生(shēng)産已經開(kāi)始工業化，形成了從聚合、紡絲、紡織加工到染色後整理(lǐ)成衣的一條完整産業鏈，具有(yǒu)完全的自主知識産權。若能很(hěn)好解決生(shēng)産PBT原料所用的1，4-丁二醇的來(lái)源和(hé)成本問題，PBT還(hái)将得(de)到高(gāo)速發展。PBT纖維由于其良好的彈性、染色性、保形性、耐光照性和(hé)色牢度等優點，為(wèi)與天然纖維交并、混用提供了良好的條件，也必将為(wèi)紡織面料的差異化、多(duō)樣化作(zuò)出更大(dà)的貢獻。