Când turația motorului vehiculelor cu energie nouă depășește 20.000 rpm, articulațiile roboților industriali trebuie să funcționeze continuu la o temperatură ridicată de 150 de grade, iar echipamentele de extracție a uleiului trebuie să reziste la coroziunea subterană la 300 de grade, elastomerii poliuretanici tradiționali sunt treptat „neputinți” din cauza rezistenței insuficiente la căldură. diizocianatul (PPDI) ca materie primă de bază devine un „material cheie” în domeniul producției de ultimă generație, datorită rezistenței superioare la căldură (temperatură de utilizare pe termen lung mai mare sau egală cu 180 de grade), proprietăților dinamice excelente și caracteristicilor de protecție a mediului. remodelarea logicii de bază a lanțului global-industriei materialelor de vârf.
1. Motor de creștere a pieței: „trila rezonanță” a descoperirilor tehnologice, a modernizării industriale și a politicilor de protecție a mediului
1. Actualizare-de producție de vârf: „Cerere rigidă” pentru materiale PPDI
Industria globală de producție accelerează transformarea către „de gamă-de înaltă calitate, inteligentă și ecologică” și propune cerințe stricte pentru rezistența la căldură, rezistența la coroziune și proprietățile dinamice ale materialelor.:
Vehicule cu energie nouă: creșterea vitezei motorului face ca temperatura înfășurării statorului să depășească 180 de grade. Poliuretanul tradițional MDI/TDI este ușor de înmuiat și deformat, în timp ce materialele PPDI pot funcționa stabil la 220 de grade, iar durata de viață dinamică la oboseală este mărită de 3 ori. A fost folosit în Tesla Model S Plaid, BYD e platforma 3.0 și alte modele-de înaltă calitate.
Roboți industriali: părțile articulațiilor trebuie să reziste la-vibrații de înaltă frecvență și la frecare la-înaltă temperatură. Elastomerii PPDI au devenit „materialul de alegere” pentru rulmenții reductori ai ABB, Kuka și a altor companii datorită compresiei scăzute și deformării permanente (mai puțin sau egală cu 5%) și rezistenței mari (mai mare sau egală cu 60%).
Ulei și gaze: uneltele de foraj trebuie să reziste la temperaturi ridicate de 300 de grade și la coroziune HSS/CO腐蚀. Materialele PPDI sunt modificate prin adăugarea de nano-alumină, care crește rezistența la coroziune cu 50% și prelungește durata de viață de peste 2 ori mai mare decât a materialelor tradiționale.
2. Descoperiri tehnologice: saltul de la „laborator” la „industrializare”
Comercializarea elastomerilor poliuretani PPDI a fost limitată de două probleme majore:
Costul ridicat al materiilor prime: prețul monomerilor PPDI este de 3-5 ori mai mare decât al MDI și a fost mult timp monopolizat de giganți internaționali precum Basf și Covestro.;
Procesul este complicat: temperatura de reacție (120-150 de grade) și cantitatea de catalizator trebuie controlate cu precizie, altfel este ușor să se producă defecte de gelificare.
În ultimii ani, descoperirile tehnologice au condus la reducerea costurilor și la îmbunătățirea randamentului:
Localizarea materiilor prime: China Wanhua Chemical va realiza producția la scară largă-de monomeri PPDI în 2023, cu un cost cu 40% mai mic decât importurile, rupând monopolul internațional;
Inovație de proces: Bayer, Germania, a dezvoltat tehnologia de „polimerizare în vrac continuă”, care scurtează timpul de reacție de la 8 ore la 2 ore și crește randamentul la mai mult de 95%.
Optimizarea aditivilor: Toray din Japonia a introdus un agent de reticulare a rășinii epoxidice pentru a crește rezistența la căldură a materialului cu încă 20 de grade fără tratament post-vulcanizare.
3. Politica de protecție a mediului: trecerea de la „restricție de plastic” la „restricție de otravă”
Reglementările globale de protecție a mediului au devenit mai stricte, promovând materialele pe bază de PPDI-pentru a înlocui elastomerii tradiționali care conțin metale grele și hidrocarburi aromatice policiclice (PAH).:
Regulamentul UE REACH: Din 2025, elastomerii care conțin plumb și cadmiu vor fi interziși să fie utilizați în piesele auto. Materialele PPDI au devenit prima alegere pentru conformitate datorită materialelor ne-toxice și ecologice.;
Obiectivul Chinei de „carbon dublu”: este necesar ca emisiile de carbon pe unitatea de ieșire ale materialelor vehiculelor cu energie noi să fie reduse cu 20% până în 2025. Materialele PPDI vor reduce emisiile de carbon pe tot parcursul ciclului de viață prin greutate redusă (densitate cu 60% mai mică decât metalele) și durată lungă de viață (reduce frecvența de înlocuire);
Model de economie circulară: unele companii (cum ar fi Lubrizol în Statele Unite) au lansat servicii de „reciclare-reciclare” pentru a topi și a granula deșeurile de elastomeri de tip PPDI-, cu o rată de utilizare a resurselor de peste 90%