畢治功,張 謙,陳云峰,王 涵
(1.神華(福州)羅源灣港電有限公司,福建 福州 350000;2.南京三聚生物質(zhì)新材料科技有限公司,江蘇 南京 211500;3.中國(guó)石油吉林石化公司 物資采購公司,吉林 吉林 132022;4.營(yíng)口市住房和城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)委員會(huì),遼寧 營(yíng)口 115000)
聚氯乙烯(PVC)樹脂是由氯乙烯單體聚合而成的熱塑性高聚物,為無定型聚合物,是結(jié)晶度為5%~10%的微晶體,其熔點(diǎn)為175 ℃,目前商品化的PVC樹脂平均相對(duì)分子質(zhì)量為1.9×105~5.0×106[1]。
生產(chǎn)PVC的聚合工藝主要有5種,即本體聚合、懸浮聚合、微懸浮聚合、乳液聚合及溶液聚合工藝,其中懸浮聚合工藝一直是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝,絕大部分均聚及共聚產(chǎn)品均采用懸浮聚合工藝。純粹的PVC樹脂無實(shí)際意義,實(shí)際PVC塑料性能取決于PVC樹脂和各種助劑的組成,絕大多數(shù)通用PVC是粒徑為50~250 μm的粉料,也有粒徑為0.2~15 μm的糊樹脂[2]。
PVC最突出的優(yōu)點(diǎn)為耐磨性、難燃性、良好的氣體水汽低滲透性、抗化學(xué)腐蝕性,此外,綜合機(jī)械性能、電絕緣性、制品透明性、消聲、隔熱、減震性也較好,是性能價(jià)格比最為優(yōu)越的通用型材料,但其熱穩(wěn)定性和抗沖擊性能較差[3]。
PVC可以通過各種成型加工方法制備出從柔性軟質(zhì)制品到剛性硬質(zhì)制品,從熱塑性彈性體到工程結(jié)構(gòu)材料,從通用塑料到彈性體、涂料、纖維、特種功能材料、黏結(jié)密封膠。PVC及其改性樹脂、專用料的品種大約有2 000種以上,其應(yīng)用在建筑業(yè)中占24.6%,包裝業(yè)中占19.5%,農(nóng)業(yè)占15.5%,日常消費(fèi)占30.4%,其它占10%[4]。
PVC最大的市場(chǎng)仍然是管材和窗用型材,在民用建筑中,采用硬質(zhì)PVC塑料管替代傳統(tǒng)鑄鐵管,可以降低工程造價(jià),提高安裝效率,塑料門窗的應(yīng)用加快了PVC門窗的生產(chǎn)規(guī)模。此外,PVC裝飾材料也有很好的發(fā)展前景,如彩色透明裝飾板、中高檔壁紙和PVC地板磚等室內(nèi)裝飾材料等。
目前,在市場(chǎng)上90%的PVC塑料門窗色彩單一,未經(jīng)處理的異型材在使用過程中會(huì)分解并變色,因此,必須采取加工后處理技術(shù)來提高門窗色彩裝飾性。在常見的彩色PVC共擠型材生產(chǎn)過程中,外觀質(zhì)量缺陷較多,主要表現(xiàn)為共擠層厚度不均、表面無光澤,共擠層出現(xiàn)收縮痕、麻點(diǎn)、分層、暗線等問題。為避免出現(xiàn)上述問題,需要從設(shè)備、工藝參數(shù)、原料等方面進(jìn)行分析、控制[5]。衛(wèi)愛民等[6]從保溫節(jié)能性能和價(jià)格比等方面介紹了PVC塑料門窗的優(yōu)勢(shì),分析了PVC材料的缺點(diǎn),從物理改性和化學(xué)改性兩方面討論了PVC材料的改性方法,為PVC塑料門窗的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。曹祥民[7]按照塑鋼門窗安裝要求和門窗質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),從多方面對(duì)門窗質(zhì)量控制進(jìn)行分析,從而確保建筑設(shè)施的安全及PVC塑鋼門窗的性能。
在建筑市場(chǎng)中,PVC管材有兩種,即耐壓管和無壓管。耐壓管逐漸取代了腐蝕嚴(yán)重且維護(hù)更換成本較高的鑄鐵管和銅管,現(xiàn)在建筑上的耐壓自來水管、熱水供水管都可以使用PVC管,這在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。一般使用小口徑的耐壓PVC管具有成本低、耐腐蝕性好、不需經(jīng)常維護(hù)和更換等優(yōu)點(diǎn)。無壓管主要用于室內(nèi)下水管、雨水系統(tǒng)管、公用工程輸送管、穿線管和地下電纜管等。
PVC是較好的護(hù)套材料,PVC護(hù)套通常是黑色的,在工業(yè)上常用于1~5 kV無屏蔽的配電線和城市低壓網(wǎng)絡(luò),同樣也用于鋪設(shè)在地下的10~35 kV公用事業(yè)電力配電線,還用于插頭、接線器、墻上配電板、電線保護(hù)管和導(dǎo)管、家電及辦公機(jī)械部件的外殼等。PVC也廣泛應(yīng)用于一般通信線,如電話網(wǎng)用戶銅芯室內(nèi)線、電話軟線和聚烯烴絕緣PVC護(hù)套平行雙芯銅包鋼電話用戶通信線。PVC電纜料是由PVC與各種配合劑混配而成的配混料,按照國(guó)際慣例,根據(jù)不同使用條件和性能要求,對(duì)電線電纜的品種和檔次進(jìn)行分級(jí)。
羅文龍等[8]采用不同聚合度的PVC作為基體,研究了高聚合度PVC對(duì)制品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、力學(xué)性能、加工性能的影響。結(jié)果表明,高聚合度PVC能夠有效地提高斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、增塑劑吸收能力、加工溫度,在耐熱等級(jí)高的電線電纜中應(yīng)用廣泛。曹靜[9]從原料、配方及加工工藝等方面分析了影響PVC電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量的各個(gè)因素,同時(shí)對(duì)如何提高產(chǎn)品質(zhì)量提出了解決思路和方法。
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),又是一個(gè)缺水的國(guó)家,這就決定了我國(guó)PVC農(nóng)用灌溉用管的巨大市場(chǎng)份額,使用PVC管灌溉相較于土渠灌溉,水的利用率可以從40%~50%提高到90%左右[10],一般農(nóng)用PVC管材直徑為25~160 mm。
PVC樹脂具有良好的阻燃性,其含氯量達(dá)到56%,氧指數(shù)為45%,但PVC生煙量大,在塑料制品中名列榜首,因此PVC抑煙具有特別重要意義。阻燃PVC材料包括PVC阻燃電工膠黏帶基膜、阻燃型半硬質(zhì)PVC塑料地板、阻燃PVC壁紙等。李利君等[11]為了提高PVC壁紙的阻燃性,采用有機(jī)磷氮系和無機(jī)阻燃劑對(duì)PVC壁紙的基紙層和面層進(jìn)行阻燃處理,所制得的阻燃PVC壁紙阻燃效果達(dá)到GB 8624—2006[12]的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn),附加分級(jí)符合s2、d0、t0級(jí)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),氧指數(shù)達(dá)到33.3%,垂直燃燒性能中續(xù)燃時(shí)間為1 s,陰燃時(shí)間為2 s,損毀長(zhǎng)度為85 mm,阻燃效果良好。
近年來,隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展以及建筑業(yè)等對(duì)PVC市場(chǎng)的強(qiáng)勁拉動(dòng),我國(guó)已經(jīng)成為PVC第一大生產(chǎn)國(guó)。2015年之前,PVC生產(chǎn)企業(yè)有130多家,經(jīng)過2012年~2015年的冷卻期,2016年P(guān)VC生產(chǎn)企業(yè)剩余75家左右,可以正常生產(chǎn)的PVC企業(yè)30多家,近年來經(jīng)過大規(guī)模的整合,布局分散、生產(chǎn)成本居高不下的中小型企業(yè)將被逐漸淘汰。2016年下半年以來,PVC行業(yè)開工率持續(xù)上升,維持在70%~75%之間,除去無法利用的裝置,行業(yè)開工率在85%以上,近年來PVC產(chǎn)能擴(kuò)張速度明顯放緩,開工率逐步提升。
我國(guó)2017年P(guān)VC產(chǎn)能為2 395萬t,相比2016年凈增加69萬t。單個(gè)企業(yè)平均年產(chǎn)能規(guī)模由2013年的26.6萬t,提升到2016年的31萬t,產(chǎn)業(yè)集中度得到提升,未來PVC產(chǎn)能將保持穩(wěn)定,增速基本維持低位,主要受到供給側(cè)改革和環(huán)保督查等多種因素影響,行業(yè)供給格局整體趨緊。2017年P(guān)VC排名前十的企業(yè)及其產(chǎn)能、產(chǎn)量如表1所示,部分省市PVC產(chǎn)能占比如圖1所示[13]。
表1 2017年1月~2017年10月我國(guó)PVC企業(yè)產(chǎn)能排名
圖1 2017年國(guó)內(nèi)部分省份PVC產(chǎn)能占比圖
在全國(guó)安全檢查、環(huán)保督察以及行業(yè)供需結(jié)構(gòu)向好的共同影響下,從2016年7月起,PVC價(jià)格大幅上漲。2017年,PVC價(jià)格雖然有所波動(dòng),全年仍然維持在較高水平。電石法生產(chǎn)的PVC全年均價(jià)在6 600元/t左右,乙烯法生產(chǎn)的PVC全年均價(jià)在7 000元/t左右。2016年至今,隨著供需格局的逐步改善,PVC價(jià)格呈現(xiàn)底部抬升、震蕩上行的趨勢(shì)。PVC出廠價(jià)格走勢(shì)如圖2所示,出口價(jià)格走勢(shì)如圖3所示,進(jìn)口價(jià)格走勢(shì)如圖4所示[14]。
日期圖2 2017年~2018年P(guān)VC出廠價(jià)格走勢(shì)圖
日期圖3 2017年~2018年P(guān)VC出口價(jià)格走勢(shì)圖
日期圖4 2017年~2018年P(guān)VC進(jìn)口價(jià)格走勢(shì)圖
2016年P(guān)VC純粉出口為103.86萬t,同比增長(zhǎng)34.9%,進(jìn)口量為64.8萬t,同比呈下降態(tài)勢(shì)。2016年,中國(guó)PVC累計(jì)出口地區(qū)前五位分別為印度、馬來西亞、俄羅斯聯(lián)邦、泰國(guó)、越南,此外哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、緬甸、孟加拉也占有一定份額。2017年P(guān)VC純粉出口量為95.67萬t,同比下降7.89%,進(jìn)口量為77.16萬t,同比呈增加態(tài)勢(shì)。PVC進(jìn)出口量如表2所示。
表2 PVC進(jìn)出口量統(tǒng)計(jì)表
當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢,中國(guó)經(jīng)濟(jì)步入“新常態(tài)”,國(guó)內(nèi)PVC企業(yè)必須轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí),解決長(zhǎng)期積累的結(jié)構(gòu)性矛盾和資源、環(huán)保約束等問題。PVC企業(yè)絕不能憑借手中的豐富資源一味擴(kuò)大PVC裝置規(guī)模,要在如何延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、消化現(xiàn)有產(chǎn)能、增加產(chǎn)品附加值等方面多下功夫,尋求產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新突破。