氟塑料如何实现有“氟”共享?

  近年来,我国氟塑料龙头企业研发投入逐年增加,2023年研发投入占比均达到4.5%以上。然而我国氟塑料产品同质化、市场竞争力不强、利润率不高、应用领域受限等问题也十分突出。今年恰好是世界上第一种含氟聚合物——聚三氟氯乙烯(PCTFE)公开报道90周年。经过近一个世纪的发展,我国已然成为氟树脂和氟塑料制品的产销大国。氟塑料行业未来路向何方,如何才能真正实现有“氟”共享?记者近日专访了四川大学高分子研究所研究员沈佳斌,从学界角度为产业发展提出建议。

  瞄准高附加值领域

  “氟塑料属于量小应用广的行业。”沈佳斌告诉记者,“国产聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚全氟乙丙烯(FEP)等主要氟树脂上游企业的全球年产量不足40万吨,但以其制造的氟塑料制品已被广泛应用于国民经济和国防建设的众多领域。”

  从萤石到氢氟酸,再到氟聚合物、氟精细化学品,随着产品加工深度的增加,氟化工产品的附加值也随之成倍乃至几何级数的增长。“价值高地主要在中下游。”他认为,国内氟化工企业若要在激烈的市场竞争中赢得未来,将产业链不断往下游应用端拓展延伸至关重要。

  以PTFE膜材料为例,长久以来,PCB多层板中所用的PTFE基黏结片材料几乎一直被国外公司垄断,每平方米价格高达数百元人民币,是通用膜材的10到20倍。国内企业的PTFE产品却多半集中应用在密封、服装、水处理等领域。而实际上PTFE拥有聚合物中最低的介电损耗,非常适合在高频通信领域应用。

  “氟塑产业结构升级的重要方向就是做好布局优化,找好发力点。”沈佳斌表示,“特别要紧扣新能源、电子通讯、医疗健康、航空航天等新兴产业和未来产业发展趋势,加强产业链间的整合联动,不断推动氟塑产品朝着高值化和高端化方向发展。”

  重视基础理论研究

  “氟塑料行业相对小众且应用领域特殊,部分市场被进口产品长期垄断,相关技术信息极少公开报道。这方面的技术我们等不来,要不来,只能靠自己。”沈佳斌谈道。

  沈佳斌介绍,国内氟塑料企业的研发投入近年来逐年增加。东岳、晨光、三爱富、中化蓝天等公司2023年的研发投入占比均达到4.5%以上。2022年公开的氟塑料相关国内专利约2000件,较2002年增加了近10倍,其中约七成来自企业。

  但他指出,整个行业基础理论发展相对滞后的问题不容忽视。科学理论上没有新发现、新发展,将导致企业在技术上缺乏原始创新的根基,很难形成具有前瞻性、变革性、颠覆性的技术突破,更难以转化成下一轮创新的知识积累。

  “像我们团队在定向研发一种PVDF黏结剂改性技术后,继续围绕相关基础科学问题开展研究,发展了氟聚合物加工改性和杂化复合理论,又基于该理论研发了一系列粒子填充PTFE复合膜制品,最高粒子填充量达到60%时膜材仍可连续成型,强度达到20MPa以上,介电损耗不足0.001。”沈佳斌分享了团队近年来在企业项目中探索基础科学问题进而转化为新技术、新材料的经验。

  重塑行业健康形象

  积极健康的行业形象对氟塑产业的发展至关重要。氟塑料制品性能优异,在通用领域应用广泛,但“谈氟色变”的担忧和质疑仍然存在。对此,沈佳斌告诉记者:“我和科研团队开通了一个叫‘氟说八道’的视频号,专门策划一些动画短视频进行科普,就是希望能为塑造行业正面形象出一份力!”

  他表示,消除民众对氟材料的质疑,还需要依靠业界和学界合力。对含氟聚合物全生命周期进行治理,重视合成、生产以及回收过程中可能存在的“三废”排放问题。“这一方面要加强政策引导,健全行业相关标准和排放规范;另一方面要努力提高氟材料的利用效率。而后者目前尚未得到足够重视。”沈佳斌说道。

  “例如PCTFE制品,一根PCTFE棒材根据最终制品的形状尺寸不同,其产生的屑料最高可达10%以上。PCTFE树脂价格昂贵,屑料值越低,成本就越低,提高其利用效率既能帮助企业实现降本增效,又有利于减少固废排放。”他解释道,“再比如电解槽中使用的氟聚合物,其回收不仅是环保需要,同样对企业的降本增效也具有重要意义。”

  沈佳斌还提出,由于氟塑料大多具有良好的环境稳定性,解决废弃物的循环利用问题是推动氟塑料行业可持续发展的重要方向。他表示,在全社会向绿色低碳转型的背景下,打造“绿色发展”名片,坚持可持续发展,是氟化工行业的大势所趋。

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