塑料行業(yè)的四大神獸:PE、PP、PVC和ABS可能會重構(gòu)人類文明
物理學(xué)上有四大神獸。
芝諾的烏龜,拉普拉斯獸、麥克斯韋妖和薛定諤的貓。分別對應(yīng)著微積分、經(jīng)典力學(xué)、熱力學(xué)第2定律和量子力學(xué)。
塑料行業(yè)也有四大神獸。
PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯) 、PVC管(聚氯乙烯 )和ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的三元共聚物)。它們不弱于中國傳說中的青龍白虎朱雀玄武,給塑料行業(yè)的從業(yè)者們指明了方向。
物理學(xué)上,芝諾的烏龜能縮地成寸;拉普拉斯獸能推演萬物;麥克斯韋妖能操控世界;薛定諤的貓能超越生死。
塑料行業(yè),PE用于制作農(nóng)用、食品及工業(yè)包裝用薄膜,電線電纜包覆及涂層,合成紙張 ;PP就是百折膠,用于編織袋,包裝膜,餐具,家電外殼;PVC用于薄膜類,農(nóng)用棚膜、塑料布、棚布、包裝材料均屬此類;ABS用于機(jī)械、電氣、紡織、汽車、飛機(jī)、輪船等制造工業(yè)及化工業(yè)。
塑料行業(yè)的四大神獸亦正亦邪,它們既給跌宕中的塑料市場帶來了困擾,也給企圖進(jìn)化成神的人類指明了方向。
1
公元前464年,物理帝國的世紀(jì)運(yùn)動(dòng)競技開幕。
芝諾的烏龜與海神之子阿喀琉斯賽跑。阿喀琉斯是人類世界最頂尖的英雄,但最終敗在這只烏龜?shù)乃臈l小短腿之下,芝諾的烏龜從此名聲大振,無人匹敵。
同樣名聲大振的還有PE神獸。公元1933年,英國卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)公司發(fā)現(xiàn)乙烯在高壓下可聚合生成PE,以后的發(fā)展態(tài)勢,無人匹敵。
PE是結(jié)晶熱塑性樹脂。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依賴于使用的聚合方法。聚合方法決定了支鏈的類型和支鏈度。
同時(shí),PE對于環(huán)境應(yīng)力很敏感,耐熱老化性差于聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和加工條。可用一般熱塑性塑料的成型方法加工,用途十分廣泛。
隨著石油化工的發(fā)展,PE生產(chǎn)得到迅速發(fā)展,生產(chǎn)消費(fèi)逐步向亞洲地區(qū)轉(zhuǎn)移,中國日漸成為PE最重要的消費(fèi)市場。
芝諾的烏龜,不僅在古希臘,在智者云集的東方,也有對烏龜?shù)臒o可奈何?!肚f子·天下篇》中提到:“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”,其實(shí)也是這只龜?shù)淖兎N。
PE的變種,在注塑膠制品里,有周轉(zhuǎn)箱、瓶蓋、桶類、帽、食品容器、盤、垃圾箱、盒、以及塑料花;在擠出制品里,有管材、管件主要用在煤氣輸送,公共用水和化學(xué)品輸送,如建材排水管、煤氣管、熱水管、座椅、手提箱、搬運(yùn)容器等。在薄膜膠制品里,一般用于商品袋、雜貨袋和食物包裝;在吹塑制品里,中空成型制品有各種系列吹塑桶、容器、瓶類、盛放清潔劑、化學(xué)品、化妝品等,汽油箱、日用品等領(lǐng)域。
我國非常重視PE生產(chǎn)技術(shù),PE生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新一直被列入國家技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目。
2
19世紀(jì)初,整個(gè)物理界晴空萬里。牛頓帶來萬物光明,匍匐在老爵爺門下的拉普拉斯宣稱,當(dāng)下的客觀世界是過去的果和未來的因。這就是大名鼎鼎的“諦聽神獸”拉普拉斯獸,能明察大道,善推演萬物。它神通廣大又無所不知,只要?jiǎng)觿?dòng)手指和眼睛,記錄下某一刻宇宙中每個(gè)原子確切的位置和動(dòng)量,就能用牛頓的簡潔公式,瞬間算出宇宙的過去與未來。
PP神獸出現(xiàn)在20世紀(jì)中期,由G·納塔將丙烯聚合成而得PP(采用鋁鈦的氯化物做催化劑),并創(chuàng)立了定向聚合理論,在當(dāng)時(shí)引起廣泛關(guān)注。
中國于1962年開始研究PP的生產(chǎn)工藝。先后引進(jìn)了關(guān)于聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備,建立了燕山、揚(yáng)子、遼陽等一批大中型聚丙烯生產(chǎn)設(shè)施,隨著生產(chǎn)規(guī)模的大幅增加,在之后的時(shí)間里,我國的PP生產(chǎn)進(jìn)入了快速發(fā)展階段 。
拉普拉斯是經(jīng)典力學(xué)在19世紀(jì)最厲害的馬前卒,可大部分的人卻沒有這么高興。在物理學(xué)家開爾文以及量子力學(xué)海森堡的聯(lián)手圍剿下,這只無所不能的拉普拉斯獸結(jié)局是一命嗚呼。
PP神獸沒有步拉普拉斯獸的后塵。源于人們需要把PP神獸培養(yǎng)成千年老妖。
我國主要將PP應(yīng)用在食品包裝、家用物品、汽車、光纖等領(lǐng)域。使用PP最大的領(lǐng)域是編織袋、包裝袋、捆扎繩等產(chǎn)品,約占總消費(fèi)的 30%。
近年來,隨著PP注塑產(chǎn)品和包裝膜的發(fā)展,PP用于織造產(chǎn)品的比例有所下降,但還是其PP消耗最多的區(qū)域。注塑產(chǎn)品是中國第二大PP消費(fèi)領(lǐng)域,占總消費(fèi)量的 26% 左右,它也是未來PP需求量最大的地區(qū)之一。
國產(chǎn)PP的另一個(gè)主要消費(fèi)領(lǐng)域是薄膜,占總消費(fèi)的 20%左右,主要是BOPP(雙向拉伸聚丙烯薄膜)薄膜。
在未來,紡織產(chǎn)品、注塑產(chǎn)品、薄膜仍是我國PP的主要需求領(lǐng)域,而管材、板材、纖維等領(lǐng)域的年度需求增長迅速,國內(nèi)對PP的需求也迅速增長。高速繪圖BOPP薄膜、管材、薄無紡布、高透明食品容器等特種材料市場發(fā)展前景良好。
據(jù)專家預(yù)測,到2020年我國對PP的需求量有可能達(dá)到2370萬噸左右。
3
早在公元1200年,數(shù)以千計(jì)的科學(xué)家癡迷于永動(dòng)機(jī)不能自拔。到了19世紀(jì),讓愛因斯坦都崇拜不已的電磁學(xué)大牛麥克斯韋創(chuàng)立了物理學(xué)史上第三只神獸——麥克斯韋妖(Maxwell's demon)。如果這只神獸存在的話,走向熵寂的宇宙,也就有了起死回生的希望。麥克斯韋妖是科學(xué)家眼中真正的救世主,如果它真的存在,那老人可以華發(fā)變黑發(fā),宇宙能從熵寂走向重生。
從此,世界將“覆水可收,破鏡可圓”。但,在孤立系統(tǒng)中麥克斯韋妖不可能存在。歸根結(jié)底,這只神獸只可能存在于物理學(xué)家的理論當(dāng)中,現(xiàn)實(shí)世界不可能存在。麥克斯韋妖不存在,但PVC神獸已經(jīng)融入人們的生活。PVC神獸早在1835年由美國人V.勒尼奧發(fā)現(xiàn),用日光照射氯乙烯時(shí)生成一種白色固體,即聚氯乙烯。嚴(yán)格來說,PVC在19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)過兩次,一次是Henri Victor Regnault在1835年,另一次是Eugen Baumann在1872年被發(fā)現(xiàn)。
PVC是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料,應(yīng)用范圍非常廣。在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。
進(jìn)入21世紀(jì),科學(xué)界癡迷于研究熵減過程,不甘寂寞的麥克斯韋妖再現(xiàn)神蹤。
2007年2月人們發(fā)現(xiàn)一種人造麥克斯韋妖,通過“信息擒縱閥”使系統(tǒng)逐漸遠(yuǎn)離平衡態(tài),不過,這個(gè)人造麥克斯韋妖仍需要光作為能量源。
這時(shí)候,已經(jīng)融入人們生活中的PVC神獸則不需要任何介質(zhì),隨處可見,但讓大家“談PVC色變”。
這源于2017年10月27日,世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考,PVC在3類致癌物清單中。
人們認(rèn)識到PVC樹脂及制品中殘留的單體氯乙烯(VCM)是一種嚴(yán)重的致癌物質(zhì),無疑在一定程度會影響PVC神獸的聲譽(yù)。
當(dāng)下,人們已經(jīng)在通過汽車等途徑降低殘留的VCM,使PVC樹脂中VCM含量小于10ppm,達(dá)到衛(wèi)生級樹脂要求,無形中擴(kuò)大了PVC的應(yīng)用范圍。
進(jìn)步不止于此,現(xiàn)在的成果是:可使PVC樹脂中的VCM含量小于5ppm,加工后殘留的VCM極少。對人體基本無害,已經(jīng)可用作食品藥包裝和兒童玩具等。
我國PVC樹脂消費(fèi)主要集中在華南和華東兩個(gè)地區(qū),廣東、浙江、福建、山東和江蘇等省份的消費(fèi)合計(jì)約占全國總消費(fèi)量的 70. 0%,其中,廣東和福建省市場需求量最大,但產(chǎn)能不足,進(jìn)口聚氯乙烯樹脂所占比例較高; 江蘇、山東和浙江省聚氯乙烯樹脂加工工業(yè)比較發(fā)達(dá),三省的消費(fèi)量約占國內(nèi)總消費(fèi)量的 34. 0%;華北地區(qū)產(chǎn)銷基本平衡。
隨著中西部地區(qū)開發(fā)力度加大,以及大規(guī)?;A(chǔ)設(shè)施需要,中西部PVC樹脂的市場消費(fèi)需求將會逐年增加。
4
20世紀(jì),物理帝國妖風(fēng)四起。一個(gè)毫無殺傷力但又難纏的“貓”,伴隨著量子力學(xué)降臨人間。這只貓誕生于歷史上最風(fēng)流的物理學(xué)家薛定諤之手,遂,賜名薛定諤的貓。這只“貓”的命運(yùn)實(shí)為悲慘,自始至終,它都活在科學(xué)家的刑場上,并練就了要死就死,要生就生的本事。與薛定諤的貓不同,ABS神獸從一出世就三頭六臂,百神護(hù)體。
可以這么認(rèn)識ABS神獸,它就是一只"金剛葫蘆娃"。是由三個(gè)兄弟,丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)三種單體合二為一的三元共聚物。所以說,ABS神獸它不是一只,而是三只的合體。
ABS神獸兼有三種組元的共同性能,A神獸使其耐化學(xué)腐蝕、耐熱,并有一定的表面硬度,B神獸使其具有高彈性和韌性,S神獸使其具有熱塑性塑料的加工成型特性并改善電性能。
嚴(yán)格意義上跟薛定諤的貓不是一個(gè)量級,因?yàn)槿N單體可以任意變化,任意組合,制成各種樹脂,神通廣大,為人們的生活在保駕護(hù)航。
ABS樹脂的最大應(yīng)用領(lǐng)域是汽車、電子電器和建材。汽車領(lǐng)域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板、門鎖、保險(xiǎn)杠、通風(fēng)管等很多部件;在電器方面則廣泛應(yīng)用于電冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)器、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等電子電器中;建材方面,ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應(yīng)用于建材工業(yè)。
除了以上塑料行業(yè)的四大神獸,在高分子世界還有許多的魑魅魍魎,但無論什么樣的神獸,最終都會被科學(xué)和市場收服。
當(dāng)今世界正在經(jīng)歷百年未有之大變局。
經(jīng)濟(jì)全球化大潮滾滾向前,新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革快速發(fā)展,全球治理體系深刻重塑,發(fā)展深層次矛盾突出,霸權(quán)主義、強(qiáng)權(quán)政治依然存在,保護(hù)主義、單邊主義不斷抬頭,環(huán)境安全和循環(huán)經(jīng)濟(jì)問題復(fù)雜交織。
人類社會又一次來到了十字路口。
塑料行業(yè)的四大神獸,短期容易被低估,但長期又被高估。歸根結(jié)底是一種技術(shù)的迭代與創(chuàng)新,他們的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)是以技術(shù)賦能塑料行業(yè),讓“綠色”和“發(fā)展”成為驅(qū)動(dòng)世界的新動(dòng)力。
中國是構(gòu)建人類命運(yùn)共同體理念的倡導(dǎo)者,更是實(shí)踐者。陪同中國走向人類命運(yùn)共同體,塑料產(chǎn)業(yè)的四大神獸不能缺席。
原因只有一個(gè),塑料行業(yè)的四大神獸,可能會重構(gòu)人類文明……
文章來源:鄧權(quán)塑業(yè)官網(wǎng) m.arceyes.cn
【責(zé)任編輯】:鄧權(quán)版權(quán)所有:轉(zhuǎn)載請注明出處