Список тематических статей

Исследование рынка фторополимеров

Рынок полимеров - важная и динамично развивающаяся часть мирового рынка. По своей значимости не уступает нефетегазовому, валютному, автомобильному и другим рынкам. Обзор рынка полимеров позволяет делать анализ, прогнозировать будущее, решать вопрос о необходимости денежных инвестиций.

Многие пользуются современными изделиями и материалами, не рассуждая о том, что в основе многих из них лежат полимеры. Например, фторополимер покрывает популярные сковородки. Обывателю он знаком под названием «тефлон».

Мировой рынок полимеров, в том числе фторполимеров переживает свой расцвет. Рынок полимеров в России формируется во многом импортными поставками, особенно это касается инженерных и специальных пластиков.

Продукт на экспорт

В начале 90-х годов в связи с резким сокращением промышленности вооружений потребность внутреннего рынка России во фторопластах резко упала, что вынудило российских производителей искать новые региональные рынки сбыта. На данный момент российское производство фторполимеров практически полностью ориентировано на внешний рынок. Россия является одним из основных поставщиков данного полимера на рынки Северной Америки и Западной Европы.

Что такое фторопласты?

Фторопласты - принятое в СССР техническое название фторсодержащих пластических масс. Представляют собой гомополимеры фторпроизводных этилена и сополимеры их, например, с другими фторпроизводными олефинами, олефинами, перфторалкилвиниловыми эфирами.

Фторопласты относятся к гамме фторсодержащих полимеров, на основе которых разработана широкая группа пластмасс, обладающих рядом весьма полезных свойств. К ним относятся высокие тепло- и термостойкость, негорючесть, химическая и коррозионная стойкость.

Из фторсодержащих полимеров наибольшее техническое значение имеет политетрафторэтилен (ПТФЭ), политрифторхлорэтилен (ПТФХЭ) и поливинилиденфторид (ПВДФ).

Политетрафторэтилен - получают полимеризацией тетрафторэтилена. Он представляет собой легко комкающийся волокнистый порошок белого цвета.

Термические, оптические, механические свойства: материал с достаточно высокими механическими свойствами. ПТФЭ может применяться при температуре от -269 до +260° С и кратковременно при температурах до 400° С. При нагревании выше 327° С происходит плавление кристаллитов, но полимер не переходит в вязко-текучее состояние вплоть до температуры разложения (+415° С).

Физико-химические свойства частично фторированных полимеров

Свойства	Единица измерения	ПТФЭ	ПТФХЭ	ПВДФ
Плотность	кг/м³	2220	2160	1800
Разрушающее напряжение,. при:	МГТа
- растяжении		16-35	35-43	-
- изгибе		10-12	55-60	35-45
- сжатии		14-18	60-80	-
Относительное удлинение при разрыве	%	До500	До 200	10-300
Ударная вязкость	кДж/м²	100	20-160	160
Твердость по Бринеллю	МПа	30-40	100-130	130-150
Теплостойкость по Мартенсу	°С	110	70	-
Морозосгойкость	°С	-200	-195	-
Диэлектрическая проницаемость при 10⁶ГЦ		2,1	3,0	15
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10⁶ Гц, х10⁴		2*10^—4	15*10^—3	20*10^—3
Удельное объемное электрическое сопротивление	Ом/м	не менее 5*10¹⁰	10¹⁶-10²⁰	10¹⁶-10²⁰
Электрическая прочность	МВ/м	25	25-300	13-15

Химические свойства: по стойкости ПТФЭ превосходит благородные металлы, эмали, спецстали) Самые агрессивные химические вещества (кислоты, щелочи, окислители, растворители) не оказывают на ПТФЭ никакого воздействия даже при высокой температуре. На ПТФЭ оказывают воздействие только расплавы щелочных металлов, растворы их в аммиаке, трехфтористый хлор и элементарный фтор при высоких температурах.

ПТФЭ получают в суспензии или в эмульсии. Полимер выпускается в виде порошка различной дисперсности. Он перерабатывается холодным прессованием с последующим спеканием при температуре около 340 °С.

Политрифторхлорэтилен является полимером трифторхлорэтилена.

Термические, оптические, механические свойства ПТФХЭ: является кристаллическим полимером (степень кристалличности незакаленных образцов может достигать 85-90%). Механические свойства изделий из ПТФХЭ в значительной мере зависят от степени кристалличности полимера.

Механические свойства ПТФХЭ зависят также от температуры. При высоких температурах материал размягчается и прочность его снижается.

ПТФХЭ имеет пониженные диэлектрические свойства и высокие диэлектрические потери (по сравнению с ПФЭ). Ценным качеством ПТФХЭ по сравнению с ПТФЭ является его практическая нехладотекучесть и более высокие прочностные показатели.

Химические свойства ПТФХЭ: по стойкости и рабочему диапазону температур фторопласт-3 несколько уступает политетрафторэтилену, но значительно превосходит большинство известных полимерных материалов. Он стоек к действию серной, азотной и соляной кислот, «царской водки», щелочей и многих других химикатов. ПФХЭ обладает хорошей морозостойкостью. ПТФХЭ не горюч, дугостоек, не смачивается и не набухает в воде.

ПТФХЭ получают в суспензии или эмульсии. Выпускается в виде порошка и водных суспензий. Перерабатывается прессованием, экструзией, литьем под давлением.

Поливинилинденфторид является полимером винилиденфторида.

Термические, оптические, механические свойства: ПВДФ - трудногорючий материал. Диапазон рабочих температур - от -40 до +135 оС.

Химические свойства: отличается от других фторопластов самой большой прочностью, твердостью, не хладотекуч под действием нагрузки, обладает повышенной упругостью, стойкостью к абразивному износу и воздействию ультрафиолетовой и ионизирующей радиации. Растворяется в ацетоне и других апротонных растворителях, что требуется при получении лаков (в т.ч. холодной сушки) и комбинированных нитей.

ПВДФ легко сваривается и перерабатывается из расплава всеми известными для термопластов способами при сравнительно невысоких температурах (от 180 до 240 оС).

ПВДФ получают в суспензии и в массе. Перерабатываются прессованием, экструзией, литьем под давлением.

Специализация переработки фторполимеров

Различают следующие типы специализации переработки фторполимеров:
 20 мкм – 400 мкм – для производства пленок
 3-6 мм – для производства листов;
 фторполимерные лаки и суспензии - для производства покрытий, волокон, паст;
 заготовки на основе фторполимеров и композитов на их основе;
 применение непосредственно фторполимерного порошка и композитов на их основе

Фторполимерная пленка

Как правило, фторполимерные плёнки получают методом плоскощелевой экструзии с приемом на охлаждающийся барабан. Пленки сохраняют все физико-химические свойства исходных фторполимеров: интервал рабочих температур, химстойкость, диэлектрические свойства.

Наибольшей механической прочностью и твердостью обладают пленки из ПВДФ. Высокая стойкость к УФ излучению обеспечивает эффективное применение ПВДФ в покрытиях и изделиях массового применения.

Наиболее широко применяются пленки из материалов группы ФЭП, объем производства которых составляет 30% мирового объема выпуска пленок из термопластичных фторполимеров.

Фторполимерные листы

Изготавливаются методом плоскощелевой экструзии. Листы из ПВДФ находят широкое применение в химической промышленности, черной и цветной металлургии, авиастроении, электротехнике, космической технике и в других отраслях. Температура эксплуатации: от -55°С до +120°С.

Листы из ПТФЭ предназначены для использования в качестве футеровочного и прокладочного материалов в различных отраслях промышленности. Интервал рабочих температур эксплуатации - от минус 269°С до плюс 260°С.

Фторполимерные лаки и суспензии

Фторполимерные лаки

Фторполимерные лаки и фторопласто-эпоксидные лаки представляют собой растворы соответствующих фторполимеров, эпоксидной смолы (для фторопласто-эпоксидных лаков) и отвердителя (добавляется перед употреблением) в смеси органических растворителей.

Лаки используются в качестве противокоррозионных и защитных покрытий. Также применяются также для получения различного вида лакотканей, эмалей, композиционных лаков в смеси с другими смолами и находят применение в оптике.

Фторполимерные суспензии

Молочно-белая эмульсия дисперсионных марок фторполимеров в воде. Используют для антикоррозионных, антиадгезионных, электроизоляционных и антифрикционных покрытий, изготовления свободных пленок, волокон, паст.

Заготовки на основе фторполимеров

Компрессионное прессование - один из наиболее распространенных методов получения заготовок. Сущность метода заключается в получении из рыхлого порошка фторполимера таблетки-заготовки в результате более плотной упаковки частиц порошка под воздействием прилагаемого к нему давления. После получения таблетки-заготовки она переходит на участок термообработке, где и происходит сплавливание отдельных частиц фторполимерного порошка в сплошной монолит.

Заготовки (стержни, пластины, втулки, диски, профили) предназначаются для изготовления путем механической обработки уплотнительных, электроизоляционных, антифрикционных элементов конструкций, деталей.

Основные отрасли – потребители фторполимеров

Области применения фторполимеров обусловлены комплексом их уникальных свойств, которые позволяют использовать их в тех деталях, где ранее нельзя было обойтись без применения цветных металлов, реактопластов и резин, керамики, бетона, дерева. На этом базируется настоящий обзор рынка полимеров.

Применение фторполимеров в химической промышленности

Из политетрафторэтилена можно изготовлять: аппараты, ректификационные колонны, насосы, трубы, клапаны, сильфоны, облицовочные плитки, сальниковые набивки и др.

Из политрифторхлорэтилена могут быть изготовлены седла и тарелки клапанов для высоких давлений, манжеты, прокладки, диафрагмы, смотровые стекла и трубки для уровнемеров. Для работы в агрессивных жидкостях применяются детали из ПТФХЭ в различных механизмах: насосах, счетчиках. Из суспензии ПТФХЭ могут быть получены химически стойкие покрытия металлов и других материалов.

Суспензия поливинилиденфторида применяется в качестве декоративных, защитных, покрытий, пропиток.

Сополимер ВДФ и ТФЭ используется для изготовления седла и шаровых муфтовых кранов в нефтегазовой отрасли.

Применение фторполимеров в электротехнике

Как диэлектрик, политетрафторэтилен применяется в технике высоких и ультравысоких частот. Например, прокатанная фторполимерная пленка используется при изготовлении высокочастотных кабелей, проводов, конденсаторов, для изоляции катушек, пазов электрических машин и др.

Политрифторхлорэтилен применяется в качестве диэлектрика в технике сильных токов в особо ответственных деталях. Из ПТФХЭ могут быть изготовлены сложные детали с большим количеством отверстий и с металлической арматурой (катушки, основания, гнезда, панели для электроламп, транзисторов и др.). Из суспензии ПТФХЭ получают электроизоляционные покрытия на токоведущих частях и на изоляторах (фарфор и керамика) для улучшения диэлектрических свойств. Также из суспензии ПТФХЭ можно изготавливать конденсаторную пленку.

Применение фторполимеров в машиностроении

В качестве конструкционного материала политетрафторэтилен применяется при изготовлении различных деталей машин и аппаратов. Особенно широкое применение ПТФЭ находит при изготовлении подшипников, работающих без смазки, с ограниченной смазкой и при наличии коррозионной среды (жидкой или газообразной).

Детали из фторэластомеров все чаще используются для герметизации в автомобильной промышленности, так как эти материалы хорошо переносят температуры, характерные для автомобильных двигателей (которые в последние годы увеличились), а также обладают хорошей стойкостью к воздействиям коррозийной среды топлива и других жидкостей, используемых в двигателях.

Герметики, покрытия и замазки на основе жидких фторэластомеров значительно превосходят по своим качествам другие полимеры и широко используются в ракетных и авиационных двигателях, а также в других областях.

Покрытия из ФЭП используются для защиты подшипников скольжения в автомобилестроении.

Применение фторопластов в медицине

Для изготовления различных протезов и трансплантатов применяются ткань и войлок из политетрафторэтилена. Войлок применяется для устранения межжелудочных и межпредсердных дефектов сердца, а также в других областях восстановительной хирургии. Нить применяется для изготовления ткани и протезов кровеносных сосудов. Изделия из ткани применяются для изготовления поясков врастания протезов митральных и аортальных клапанов сердца. ПТФЭ применяется также для изготовления емкостей для приема коронарной крови и сосудов; держателей протезов митральных клапанов сердца.

В медицине могут быть также использованы пленки, покрытия и изделия из политрифторхлорэтилена.

Для химической и биологической защиты медицинских инструментов (лапароскопы, пинцеты) в настоящее время большим спросом пользуется водная дисперсия поливинилиденфторида для нанесения покрытий.

Применение фторполимеров в пищевой промышленности

Сочетание физиологической инертности и антиадгезионности позволяет применять политетрафторэтилен в пищевой промышленности (для облицовки валов при раскатке теста, для формования кондитерских изделий и т. д.).

Из политрифторхлорэтилена изготавливают детали машин (для обработки пищевых продуктов) и покрытия металлических форм и конвейерных лент. Суспензии из ПТФХЭ могут быть использованы для покрытия жести при изготовлении консервов.

Поливинилиденфторид, а также сополимер ВДФ и ТФЭ используются при изготовлении фильерных матриц для производства макаронных изделий, а также сильфонов в стеклянных кранах, предназначенных для контакта с вином, виноматериалами, пивом. Пленка из ТФЭ-ВДФ пригодна для упаковки сухих молочных продуктов детского питания, различных пряностей и продуктов повышенной жирности.

Другие области применения фторполимеров

Антиадгезионные свойства политетрафторэтилена и политрифторхлорэтилена используются в аппаратуре для изготовления и нанесения клеящих веществ (например, в лакокрасочной промышленности).

Также ПТФЭ используют в холодильной технике.

Пленки, покрытия и изделия из ПТФЭ и ПТФХЭ могут быть использованы в фармацевтической промышленности.

Пленки и суспензии из поливинилиденфторида применяется в качестве декоративных, защитных, антикоррозионных покрытий, пропиток в строительстве, авиационной технике, в арматуростроении.

Из ПВДФ изготавливаются трубы для водопроводов и теплотрасс, сооружений для хранения опасных вод.

Сополимер ВДФ и ТФЭ используется для изготовления красок.

Объем и направления российского экспорта фторполимеров

Обзор рынка полимеров с содержанием фтора. На данный момент российское производство фторполимеров практически полностью ориентировано на внешний рынок, что ставит ее в прямую зависимость от глобальных экономических событий.

Соответственно, динамика российского производства фторполимеров с 2000 года по 2005 год соответствует динамики развития мирового рынка фторполимеров за данный период. Так, падение мирового рынка пластиков в 2001-2002 годах вызвало уменьшение внутреннего российского производства фторполимеров в данный период.

Динамика производства фторполимеров в России

Мировой рыночный спад в 2001-2002 годах привел к падению российского производства фторполимеров в 2001 году на 4,5% по отношению к объемам производства 2000 года. В 2002 году спад российского производства фторполимеров составил уже 30,8%, что в большей степени было вызвано сложившейся ситуацией на рынке стран ЕС, куда поставляется более 50% российского производства фторполимеров. Помимо снижения потребления фторполимеров в 2002 году на 12%, на рынке стран ЕС укрепились позиции местных производителей в связи с вводом новых мощностей и проведением политики снижения цен на производимые ими фторполимеры.

Падение российского производства фторполимеров в 2003 году на 8,4% явилось продолжением потери позиций отечественных производителей в странах ЕС, а также сокращением поставок российских фторполимеров более чем на 50% на рынок США.

Решением увеличения сбыта российских фторполимеров стало снижение цен на отечественные фторопласты, поставляемые на мировой рынок. Пойдя по данному пути, российские производители фторполимеров смогли увеличить свои продажи на мировом рынке в 2004 году на 27,4%, что вызвало рост внутреннего производства фторполимеров на 48,2%.

В 2005 году производство составило 11841 тонну, что на 11% больше, чем в 2004 году. Объем производства практически достиг уровня 2000 года.

Следует отметить, что трудности в увеличении объемов производства российских фторопластов связаны со спецификой фторполимеров, поставляемых на мировом рынке.

Фторполимеры, экспортируемые Россией, представляют собой менее передовые, с относительно большим размером частиц, PTFE, конкурирующие в ограниченных сегментах мирового рынка. Что вызывает тенденции к снижению доли присутствия российских производителей фторполимеров на мировом рынке - за период с 2000 года по 2004 год объемы внутреннего производство фторполимеров в России уменьшились 10,2%, объемы поставок на мировой рынок – на 19,2%. Лишь в последний 2005 год объемы практически сравнялись с уровнем 2000 года.

Нужно формировать отечественный рынок готовой продукции

Тот факт, что Россия все производимые фторопласты вывозит за рубеж, свидетельствует, прежде всего, не столько об успехах российской нефтехимии, сколько о неразвитости перерабатывающих производств. Ориентированные на военно-промышленный комплекс технологии и материалы, оказались не востребованы для производства гражданской продукции. Внутренний объем потребления фторполимеров на российском рынке в 2006 году едва превысил 1000 тонн.

Где сейчас используются фторполимеры на российском рынке?

Наибольшая доля, потребляемых на российском рынке фторполимеров – более 40%, расходуется на антифрикционные, антиадгезионные, антикоррозионные, антипригарные электроизоляционные и другие покрытия. Данные покрытия могут наноситься порошковым напылением, а также с использованием лаков, органических и водных суспензий, а также композиций.

Другие сферы применения:

• Из заготовок (стержни, пластины, диски, втулки) производятся прокладки, манжеты, вкладыши, подшипники, фильтры, мембраны и др.

• Лента из ПТФЭ служит в качестве прокладочного, уплотнительного и изоляционного материала;

• Лента из композиций – для изготовления деталей антифрикционного назначения (накладных направляющих станков, опор скольжения и т.п., используемых в станкостроении и других отраслях машиностроения);

• Лента ФУМ - для уплотнения резьбовых соединений технологических трубопроводов (в технологическом оборудовании фармацевтической, пищевой и медицинской промышленности, в трубопроводах горячего и холодного водоснабжения).

• Фторопластовые трубы предназначены для транспортирования агрессивных сред.

• Автомобильные масляные присадки на основе ПТФЭ

• Производство топливных шлангов. Основным сырьем для данных изделий выступают фторэластомеры.

• Пленка из фторполимеров используются в качестве электроизоляционного материала для проводов, кабелей и других электротехнических изделий в виде спеченной в монолит оболочки.

• Фторполимерные листы предназначены для использования в качестве футеровочного и прокладочного материалов в различных отраслях промышленности. В частности одним из перспективных направлений использования фторполимерных листов является футеровка железнодорожных цистерн.

Развитие рынков сбыта указанной продукции во многом связано с развитием отечественного машиностроения и электроники. На эти отрасли приходится более 70% совокупного потребления данного полимера. С приходом мировых автопроизводителей на российский рынок и планируемом достижении необходимого уровня локализации производств автокомплектующих, спрос на фторполимерную продукцию должен стремительно расти. Как, впрочем, и на все конструкционные пластмассы.

Большой потенциал несет поиск новых применений в современной промышленности. Одними из перспективных потребителей фторполимеров выступают химическая, нефтехимическая, газоперерабатывающая отрасли.

Возврат к списку