相容剂的概念
相容剂是能使不相容的两种聚合物结合在一起,从而形成稳定的共混物。就其本质来说,相容剂的增容作用是借助于分子间的键合力来完成。相容剂有人称之为相容剂和界面剂(Interfacial Agent)。这种物质可以起到类似油分散在水中所用的界面活性剂的作用,促进两组分间的相容。相容剂既可以是高分子化合物,还可以为低分子化合物。
相容剂分为反应型(高分子链中具有反应性基团)和非反应型两种。反应型相容剂在共混时伴随着化学反应,其优点是:添加少量便可产生效果,成本低:其缺点是:有可能产生副反应,使共混物的物性降低,并对混炼和成型条件要求很高。非反应型相容剂,共混时仅仅使共混组分微细均匀的分散,只起一般的乳化作用;其优点是,共混过程中不伴随副反应发生,又容易混炼成型:缺点是因添加量比较多而成本高。
应用于极性树脂的增韧。比如说,热塑性弹性体,具有良好的柔软性、高弹性和低温性能,添加一定量的相容剂可以作为PP、PE、PS、PA、PC等塑料的增韧剂。而相容剂正是这些增韧剂的最关键性的“核”、“壳”相容作用。例如,EPDM接枝MAH增韧剂,可在-45℃的温度下,保持优良的物理性能和坚韧性能,一般用量5%-10%。
根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年相容剂产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告》显示:
相容剂产业现状调研
塑料制品作为日常消耗品形成了巨大的白色污染体系,大多数塑料制品均存在难处理的问题,而相容剂在回收与改性中的研究与应用可有效应对这些难题。利用相容剂实现废旧塑料的共混再生,使之成为新的塑料合金或新的改性塑料,是有效解决"白色污染"问题,降低经济成本、提高社会效益的有效方式。
最新数据显示,2020年我国塑料产量为1亿多吨,但废塑料的回收再生量为1600万吨左右,占比仅为1/5。事实上,相容剂从汽车到家电、3C电子、包装以及消费品,有不少产品可实现塑料回收利用。例如汽车中大概60%到70%的塑料件是可以实现回收的。
相容剂中大部分含有羧基或酯基等极性基团,能够与植物纤维中的极性基团发生酯化反应或形成氢键,从而降低植物纤维的极性和吸湿性。并且相容剂中还含有与聚合物相容性较好的非极性链段,起着类似“桥梁”的作用将植物纤维和聚合物界面有效地黏结在一起,提高两者的界面黏结性能。推荐的相容剂有CB101、乙烯-辛烯共聚物(POE)、马来酸酐接枝聚合物等。常见的相容剂:LFT专用相容剂、PP改性相容剂、PA/PP合金相容剂、尼龙增韧相容剂、聚酯相容剂、PC/ABS增韧相容剂、多功能化PPO相容剂等。这些相容剂的基体树脂一般有:均聚PP、LDPE、嵌段共聚PP、POE/EPDM、POE、EVA、SEBS、PS弹性体嵌段等等。
根据相关数据,我国相容剂行业市场规模在2018-2020年呈现逐年增长趋势,2018年达到约39.96亿元的水平,到了2020年已经增长至44.47亿元的规模。根据相关数据,我国相容剂市场主要分布在华东、华北以及华南等区域,其中在华东地区市场占比最高,达到约32%的水平;华北、华南地区次之,市场占比依次为22%、17%。
新材料产业是浙江省重点培育发展的战略性新兴产业和七大万亿产业之一。作为新材料产业大省,浙江省在“十三五”期间发展迅猛,拥有一批优秀的新材料企业和技术领先产品,特别是在磁性材料、氟硅新材料、高性能纤维等产业集聚优势突出,多个领域一直处于全国领先地位。
2019年4月,《浙江省加快新材料产业发展行动计划(2019-2022年)》提出,到2022年,浙江省新材料产业年产值突破1万亿元,比2018年增长53%以上,年均增长11.2%,产业规模稳居全国前4位。在大尺寸单晶硅片、超高纯金属溅射靶材、光学膜、钴新材料、稀土永磁材料、高纯电子化学材料等若干领域达到国内领先、国际先进水平。建成化工新材料、高性能纤维及复合材料、磁性材料、氟硅新材料和光学膜材料等若干具有全球竞争力的产业基地。
杭州市新材料产业发展依托杭州钱塘新区、萧山经济技术开发区、富阳经济技术开发区、桐庐经济开发区、建德经济开发区等园区,重点发展新能源材料、半导体材料、化工新材料等。宁波市新材料产业发展依托宁波大榭开发区、宁波石化经济技术开发区、宁波杭州湾新区、宁波国家高新区、宁波望春工业园区、浙江省镇海经济开发区等园区,重点发展化工新材料、磁性材料、高性能金属材料、电子信息材料等。温州市新材料产业发展依托温州经济技术开发区、平阳经济开发区、浙江苍南工业园区、瑞安经济开发区等园区,重点发展化工新材料、新型建筑材料等。
相容剂市场推动中国新材料产业长足发展,提升材料的保障能力和国际竞争力。在国家发改委此前发布的《"十四五"塑料污染治理行动方案》中已明确,到2025年,塑料制品生产、流通、消费、回收利用、相容剂末端处置全链条治理成效更加显著。其中,相容剂重要任务就是推进塑料废弃物规范的回收利用和处置。
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