聚氨酯彈性體是聚氨酯的一個重要的品種，目前其消費量占聚氨酯（PU）總消費量接近10%，我國目前是全球PU彈性體最大生產(chǎn)、消費和出口國。今天，我們就中國聚氨酯彈性體的應(yīng)用領(lǐng)域、產(chǎn)量和市場消費量以及發(fā)展情況進行簡單闡述。

聚氨酯彈性體的應(yīng)用領(lǐng)域

• 聚氨酯彈性體主要應(yīng)用于制造各種膠輪、傳送帶、耐水耐壓膠管、密封條和密封圈、電纜護套及各種薄膜等，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鋼鐵、造紙、礦產(chǎn)、機械、印刷等行業(yè)。
• 聚氨酯彈性體可與聚氯乙烯、聚乙烯、ABS塑料、碳纖維等進行復(fù)合，以降低成本和提高性能，也可以通過添加一些有機填料進行改性，以突出和加強某些方面的優(yōu)越性能，同時克服一些缺點來滿足特殊需求。
• 聚氨酯彈性體制品的類型很多，除了傳統(tǒng)的澆注型（CPU）、熱塑型（TPU）及混煉型（MPU）以外，還有反應(yīng)注射成型、水分散體聚氨酯、溶液紡絲（氨綸）和噴涂聚脲彈性體等。

聚氨酯彈性體配方多種多樣，可調(diào)范圍很大，制品性能范圍很寬，可替代普通橡膠、塑料以及金屬。

• 與金屬材料相比，聚氨酯彈性體具有重量輕、噪音低、耐損耗、加工費用低及耐腐蝕等優(yōu)點；
• 與塑料相比，聚氨酯彈性體具有不發(fā)脆、耐磨等優(yōu)點；
• 與常規(guī)橡膠相比，聚氨酯彈性體具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承載性的特點，透明或半透明，耐臭氧、可灌封或澆注、硬度范圍廣。

表1? 聚氨酯彈性體應(yīng)用領(lǐng)域例

聚氨酯彈性體產(chǎn)量情況

聚氨酯彈性體應(yīng)用越來越廣，中國聚氨酯發(fā)展速度高于全球平均值，表2為近幾年我國及全球聚氨酯彈性體產(chǎn)量情況及預(yù)測。

表2? 我國及全球聚氨酯彈性體產(chǎn)量情況

• 2010年我國聚氨酯彈性體產(chǎn)量為46萬噸，2018年我國彈性體產(chǎn)量達到107萬噸，2019~2021年聚氨酯彈性體市場規(guī)模將繼續(xù)增加，預(yù)計2021年產(chǎn)量將達到近150萬噸。2016年至2021年年均復(fù)合增長率為10.2%。
• 從全球范圍來看，2018年全球聚氨酯彈性體產(chǎn)量達到281.6萬噸，預(yù)計2021年產(chǎn)量將達到353.9萬噸。2016年至2021年年均復(fù)合增長率為7.4%。

聚氨酯彈性體市場需求及消費情況

根據(jù)2018年我國聚氨酯彈性體市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，TPU規(guī)模最大，其次是CPU、防水鋪裝材料及其他品種?，F(xiàn)對聚氨酯彈性體部分品種進行分析。

CPU的市場情況

• 2010~2018年，我國CPU消費量不斷上升。2010年我國CPU消費量為9.4萬噸，2018年CPU消費量上升為26.7萬噸，2018年消費量增長率超13%。
• 預(yù)聚體和擴鏈劑是CPU的兩個組分。目前我國聚氨酯彈性體所用的預(yù)聚體總產(chǎn)量約為12萬噸。就產(chǎn)能而言少數(shù)企業(yè)為5000~10000 噸/年，大多在3000~5000 噸/年，還有部分企業(yè)采用自產(chǎn)的預(yù)聚體生產(chǎn)CPU制品。
• 隨著應(yīng)用需求的提升和環(huán)保要求的提高，CPU聚氨酯預(yù)聚體正逐漸由TDI體系，向MDI、萘二異氰酸酯（NDI）和PPDI、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯（TODI）等特種異氰酸酯體系轉(zhuǎn)化。
• 隨著應(yīng)用領(lǐng)域?qū)郯滨椥泽w耐久性、動態(tài)機械性能、耐熱性能要求的增加，NDI聚氨酯彈性體正呈現(xiàn)上升需求，并已出現(xiàn)數(shù)家可供穩(wěn)定NDI聚氨酯預(yù)聚體的生產(chǎn)廠家，如科思創(chuàng)公司、上海鶴城高分子科技有限公司、上海氨聰材料科技有限公司等。
• NDI和TODI體系的彈性體產(chǎn)品目前主要用于紡織用摩擦盤、切割纖維的輪子、叉車輪子等。
• 聚氨酯彈性體用胺類擴鏈劑主要有3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷（MOCA）、3,5-二乙基甲苯二胺(DETDA，E-100)和3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA，E-300)，其中MOCA是聚氨酯彈性體材料中產(chǎn)量最大的固態(tài)擴鏈劑，MOCA產(chǎn)量的一半以上用于國內(nèi)企業(yè)，大約近40%的產(chǎn)量用于出口。
• 芳香族二醇高性能擴鏈劑中，蘇州湘園的對苯二酚二羥乙基醚（HQEE）產(chǎn)能3500噸/年，間苯二酚雙(羥乙基)醚（HER）產(chǎn)能1500噸/年，煙臺市裕盛化工有限公司等也有生產(chǎn)。
• 目前，我國現(xiàn)有企業(yè)芳香族聚氨酯擴鏈劑系列產(chǎn)品生產(chǎn)能力約在5萬噸/年以上，其中MOCA約2萬噸/年，E-100約1萬噸/年、E-300約0.5萬噸/年、HQEE約0.5萬噸/年，從生產(chǎn)數(shù)量估算，我國是世界上最大的聚氨酯擴鏈劑生產(chǎn)國和使用國。
• 然而，近幾年受環(huán)保督察、經(jīng)濟形勢以及設(shè)備條件的限制，國內(nèi)企業(yè)的實際產(chǎn)量遠低于設(shè)計產(chǎn)能。

TPU的市場情況

• 2010年我國TPU消費量為15.4萬噸。到2018年，我國TPU消費量為43.6萬噸，TPU消費增長率約為14%。
• 2018年全國范圍內(nèi)TPU產(chǎn)能預(yù)估約80萬噸，隨著在消防、薄膜等領(lǐng)域的快速增長，國內(nèi)TPU的產(chǎn)能還在繼續(xù)擴大。
• 目前國內(nèi)生產(chǎn)TPU的廠家約有100多家，產(chǎn)品在穩(wěn)定性和中高端產(chǎn)品覆蓋面與國外公司產(chǎn)品相比有一定差距。其原因一是由于在中高端產(chǎn)品不具備技術(shù)優(yōu)勢，二是設(shè)備采用國產(chǎn)裝置造成精密度不夠，三是國產(chǎn)原料穩(wěn)定性較欠缺。
• 外資企業(yè)路博潤公司和亨斯邁公司產(chǎn)能有2萬~3萬噸/年，以中高端產(chǎn)品為主，設(shè)備全部進口。
• 國內(nèi)企業(yè)TPU產(chǎn)能在萬噸級別的有萬華化學(xué)集團股份有限公司、華峰熱塑性聚氨酯有限公司、山東一諾威聚氨酯股份有限公司、美瑞新材料股份有限公司、蘇州奧斯汀新材料科技有限公司、上海金湯塑膠科技有限公司等。
• 其中，萬華化學(xué)產(chǎn)能約12萬噸/年，設(shè)備以德國進口為主；華峰集團TPU產(chǎn)能14萬噸/年，90%以上采用進口設(shè)備生產(chǎn)；山東一諾威產(chǎn)能8萬噸/年，主要采用進口設(shè)備，產(chǎn)品以中低端為主，價格比較有優(yōu)勢；蘇州奧斯汀產(chǎn)能為1.2萬噸/年，設(shè)備以進口為主；美瑞新材產(chǎn)能3萬噸/年，設(shè)備國產(chǎn)為主，在特殊TPU領(lǐng)域具有優(yōu)勢；上海金湯科技規(guī)劃產(chǎn)能2萬噸，設(shè)備以國產(chǎn)為主，在TPU熱熔膠領(lǐng)域具有優(yōu)勢。

MPU的市場情況

• MPU是通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，在PU分子鏈結(jié)構(gòu)中引入采用硫磺、過氧化物等進行交聯(lián)固化的基團，通過傳統(tǒng)橡膠硫化工藝制備的PU彈性體。
• 早期國內(nèi)主要有南京橡膠廠(金三力公司)和山西省化工研究所開展了相關(guān)研發(fā)和小規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。由于MPU生產(chǎn)和性能優(yōu)勢不比CPU和TPU的好，因而市場占有率較小，但某些領(lǐng)域仍需使用MPU。
• 國內(nèi)廣州順力聚氨酯科技有限公司采用全新的合成工藝，于2017年初建成了一套7000噸/年的MPU生產(chǎn)線，產(chǎn)品包括聚酯、聚醚、聚己內(nèi)酯的飽和型以及不飽和型，期望在耐磨膠輥、膠輪、膠管、膠帶、密封和鞋材等方面開拓新的應(yīng)用。
• 國外主要有德國萊茵化學(xué)公司的400~500噸/年，美國TSE公司的1500~2000噸/年規(guī)模的產(chǎn)能，主要應(yīng)用于耐磨膠輥輪、密封墊片、膠帶和鞋材等方面。

未來新興領(lǐng)域的應(yīng)用展望

生物醫(yī)學(xué)

• 在未來新興領(lǐng)域應(yīng)用方面，生物醫(yī)學(xué)是聚氨酯彈性體潛在的重要應(yīng)用領(lǐng)域。
• 聚氨酯彈性體通過選擇適當?shù)能?、硬段結(jié)構(gòu)及比例，可以合成具有良好物理機械性能的醫(yī)用心臟架橋、縫線、避孕套等材料，其耐磨性、韌性及生物相容性好，在體內(nèi)降解周期短。
• 相比其他的高分子材料，聚氨酯彈性材料更適合被制作成為組織工程中的支架或用于人體器官的制造，如人工心臟及心臟輔助裝置，材料本身有不引起血栓及人體的免疫反應(yīng)、不致癌和具有良好的生物相容性等性能。
• 近年來，該材料已經(jīng)在人工心臟、人工皮膚等制備方面有了較好的應(yīng)用。

交通運輸行業(yè)

• 隨著我國高鐵、地鐵、城市軌道交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，聚氨酯彈性體的消費量正在迅速增加。
• 國家《綜合交通網(wǎng)中長期發(fā)展規(guī)劃》指出，到2020年全國鐵路營運里程達到12萬千米以上，其中運行速度在200 千米/時以上的客運專線在1.6萬千米以上。
• 為適應(yīng)高速列車的提速要求，開發(fā)聚氨酯枕木以取代或部分取代混凝土枕木是未來的發(fā)展趨勢。其他品種聚氨酯彈性體在交通運輸行業(yè)的用量也會相當可觀，如高速鐵路用減震墊板、嵌縫膠等。
• 同時，隨著聚氨酯材料在鐵路工程中大量應(yīng)用，其服役結(jié)束后如何回收和高效利用也是一個挑戰(zhàn)。

其他行業(yè)關(guān)注點

聚氨酯彈性體行業(yè)今后關(guān)注點包括如下幾個方向：

• TPU生產(chǎn)上一方面考慮技術(shù)升級，另一方面要解決和改善一些析出、耐黃更持久等性能問題；
• 加強CPU、防水鋪裝材料等的結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升其工藝技術(shù)水平，提高產(chǎn)業(yè)集中度；
• 加強TPU、氨綸等新技術(shù)開發(fā)，擴大高端產(chǎn)品市場占有率；進一步擴大在風(fēng)能發(fā)電、太陽能光伏等新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用規(guī)模；
• 淘汰低水平聚氨酯彈性體用擴鏈劑的生產(chǎn)裝置，鼓勵擴大高品質(zhì)擴鏈劑生產(chǎn)規(guī)模，提升產(chǎn)業(yè)集中度，加大擴鏈劑如MOCA、MCDEA、DETDA、HER和HQEE等產(chǎn)品的推廣應(yīng)用；
• 開發(fā)高性能TPU生產(chǎn)技術(shù)，填補我國高端、高耐熱緩沖材料空白。