万华化学再添40万吨产能,搭上光伏起飞的POE,应用场景还有哪些?

高分子的艺术 2023-12-05
1652 字丨阅读本文需 4 分钟

12月1日,万华化学官网发布项目环境影响报告书征求意见稿,公司将在蓬莱化工产业园万华蓬莱产业园建设新建40万吨/年聚烯烃弹性体装置及配套的公辅工程、辅助设施等。

一、国内POE项目已实现突破

在万华化学建设同期,市面上POE产能规划已经不低于300万吨/年,并且国内首条3万吨/年特种聚烯烃及配套项目也于近日实现中交,属于国产POE的时代越来越近,激烈的竞争也越来越近。

2023年10月30日,海南贝欧亿科技有限公司3万吨/年特种聚烯烃及配套项目实现中交,项目全面由建设阶段转入生产准备、试运行阶段。项目建设、生产、设计、施工、监理、质量监督等各方代表共同签订工程总体中交证书,标志着中国首套万吨级工业化聚烯烃弹性体(POE)生产装置建成,成为POE国产化突破的重要里程碑!

光伏将成为 POE 下游应用中最大需求增量。2020 年全球 POE 消费量超过 120 万吨,其中光伏 POE 消耗约 17 万吨,因此其他应用领域消费量超过 100 万吨。随着 N 型组件量产,我们计算中性情景下 2023~2025 年全球光伏 POE 需求将达到 32/66/118 万吨,光伏将成为 POE 最大需求增量。若其他行业的 POE 需求维持在 110~120 万吨,则 2023 年中性情景下全球 POE 需求 142~152 万吨,2024 年或达到 176~186 万吨,2025 年 228~238 万吨。

由于海外企业对茂金属催化剂的专利保护和高碳α烯烃尚未自给,POE 尚未国产化。在海外企业的茂金属催化剂专利保护,以及高碳α烯烃的生产工艺封锁下,目前 POE 的生产技术集中于海外企业陶氏、三井、LG、埃克森美孚、SK/萨比克,所有种类 POE 的年生产能力可达到约 200 万吨。其中陶氏产能最大达到 100 万吨左右,占比约 50%。

二、POE的应用

1、POE直接改性应用

POE直接改性主要应用于PP和PE的共混改性。

POE的内聚能较小,表观黏度的温敏性和聚烯烃树脂比较接近,共混聚烯烃后更容易得到较小的颗粒粒径和较窄的粒径分布,增韧、抗冲击的效果明显。

POE被证明是PP较好的增韧剂,在PP/POE共混体系中,POE会在PP连续相中形成“海-岛”结构,可有效提高PP在低温、常温下的抗冲击强度。

POE直接改性PP是其目前最重要的市场应用,主要针对汽车零配件、家电外壳和口罩领域。

POE直接改性PE主要应用于防水卷材和管材领域。

PE刚性大、抗冲击性能差、硬度低,必须添加POE对其增韧改性,才能达到目标性能要求。

2、POE接枝改性应用

POE接枝后的应用主要是对PA和聚酯类聚合物进行增韧改性。

PA和PT等线性聚合物的主链均由强极性的基团构成,如酰胺键、酯键。该类聚合物具有良好的可加工性、力学性能、耐磨性、耐化学药品性、热稳定性等性能,是重要的工程塑料,广泛应用于建筑、机械、电子、汽车、日用品等领域。

POE与PA、PT共混,是改善该类聚合物冲击性能的有效手段。

由于PA、PT等线性聚合物主链带有极性很强的基团,与非极性的POE共混时相容性较差,相分离情况严重,通常在POE分子链上接枝极性单体来改善POE与该类聚合物的相容性。

POE接枝极性单体目前主要有MAH接枝POE和GMA接枝POE两种形式。

POE的发泡应用主要是对EVA进行改性,EVA共混POE发泡制作运动鞋中底。

中底是运动鞋的核心部分,其作用是提供稳定性、缓冲和回弹,吸收运动中产生的冲击力以提供保护,并带来比较温和的脚感。

EVA具有良好的柔软性、橡胶一样的弹性,是运动鞋中底广泛使用的材料。

POE本身可替代EVA单独发泡作为运动鞋中底,但是EVA具有价格优势(比POE价格低30%),因此POE更多作为EVA的改性材料。

EVA共混POE发泡后的产品质量更轻,压缩回弹更好,触感良好,泡孔均匀细腻,撕裂强度高。

3、POE作为单一材料应用

POE作为单一材料使用,主要应用于光伏组件的封装材料———胶膜。

在光伏组件中,胶膜放在组件钢化玻璃/背板与太阳能电池之间,用于封装并保护电池片。

由于太阳能电池的封装过程具有不可逆性,同时组件的运营寿命通常要求在25a以上,一旦运营期间胶膜的透光率下降或产生黄变等失效问题,都会造成太阳能电池的报废,使得组件无法使用,所以胶膜虽然绝对价值在组件中不高,但其质量直接决定组件与电池的产品质量与寿命。

目前光伏组件用的封装胶膜主要包括EVA胶膜和POE胶膜。EVA胶膜为热固性的胶膜,强度低、水蒸气透过率和吸水率较大、耐候性较差,在正常使用过程中也仍然会有水蒸气透过,导致胶膜雾化,影响透光率,降低组件的发电量;此外,EVA胶膜容易分解释放醋酸分子,腐蚀玻璃和背板等部件,缩短组件的使用寿命。

近年来,在光伏电站运营中还发现EVA胶膜存在严重的电势诱导衰减(PID)现象,导致电站输出功率大幅下降。

相对于EVA胶膜,POE胶膜最大的优势就是低水蒸气透过率和高体积电阻率,保证了光伏组件在高温、高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性,使组件能够长久高效使用。

文章来源: 化工新材料,聚烯烃人

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