聚醚多元醇工業面臨新的挑戰和發展機遇

吳建輝

【摘 要】聚醚多元醇自身具有眾多優勢，自工業化以來，發展態勢極為迅速。本文首先簡述了聚醚多元醇的分類及用途，然后介紹了聚醚多元醇的生產原料及其在國內外的生產現狀，最后對聚醚多元醇面臨的工業挑戰與發展機遇展開論述，旨在為聚醚多元醇的研究與使用提供一定的參考價值，進而保證醚酯多元醇的廣泛高質應用。

【關鍵詞】聚醚多元醇；工業挑戰；發展機遇；廣泛應用

引言

聚醚又稱聚乙二醇醚，是目前銷售量最大的一種合成油。它是以環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等為原料，在催化劑作用下開環均聚或共聚制得的線型聚合物。廣泛應用于精細化化學、彈性體泡沫品、涂料、膠粘劑和防水涂料等領域。目前國內市場需求量大于供應量，其發展前景較為可觀，機遇與挑戰并存，因此，加快聚醚多元醇的生產迫在眉睫。

一、聚醚多元醇的分類及用途

1.通用聚醚多元醇

通用類型的聚醚多元醇主要是指聚醚3050以及PPG2000等系列，這些類型的聚醚多元醇開發時間早，同時應用的普遍性也較強。在生產實踐中，大部分的聚氨酯泡沫材料都采用了這種聚醚多元醇，同時其可以用于軟質泡沫塑料的制備，比如說襯墊、包裝材料等等都采用這種材料，除此之外，一部分隔熱保溫的硬塑料也采用了通用類型的聚醚多元醇，工業防震、緩沖中大量使用了這種材料類型。

2.氧化乙烯多元醇

氧化乙烯多元醇作為高活性、相對分子質量較高的多元醇，其在生產中應用也十分廣泛。一方面，其具有很強的活性，多元醇的羥基質量分數占比較高，另外一方面其具有較高的相對質量，所以在生產實踐中可以用于半硬泡、彈性體以及涂料等生產環節。

3.聚合物聚醚多元醇

聚合物聚醚多元醇一般通過聚醚多元醇與丙烯腈混合制取，聚合物聚醚多元醇本身可以借助于乙烯基的單體聚合形成，所以本身屬于共混類型的聚合物。該聚合物的特征是承載能力強，能夠應用于吸能半硬泡以及微孔彈性體等技術領域當中。

4.聚四氫呋喃

聚四氫呋喃屬于伯羥端基的線性聚醚多元醇物質，其經過陽離子的聚合形成，本鑲嵌了聚醚卷子的彈性體，所以屬于重要的軟段生產原材料。受到應力的影響出現可變結晶構造，所以在生產工業制品時具有良好的力學性能。在官能團的構成方面則具有很好的交聯密度，所以物理性能得到了很好的保障。

二、聚醚多元醇的生產原料

聚醚多元醇的生產離不開原材料的選擇，合理的選擇原材料與反應體系可以實現結構改善，從而進一步提升聚醚多元醇的物理性能與化學穩定性，現就其生產原理的相關內容介紹如下。

1.環氧化物單體

環氧化物單體主要包括有環氧乙烷、丙烷以及丁烷等物質，通過多種材料的聚合形成環聚醚多元醇的單體物質。其中，環氧丙烷與乙烷應用最為廣泛。相比于其他類型的普通醚，該物質具有很強的反應活性與張力，同時三環的應力也具有密切的關系，開環傾向相對比較高。

2.活性氧化始劑

活性氧化始劑主要作為聚醚多元醇生產過程中相對分子質量較低的氧化物的聚集物。一般來說，氧化系統的開環聚合鏈可以借助于增長過程中的物質進行銜接。作為活性氧化始劑，種類的選擇往往十分關鍵。結合活性基團性質進行劃分的話，能夠應用于聚醚多元醇合成的活性氧化始劑包括有弱堿性物質以及含羥基化合物的活性氧化始劑物質。在合成通用類型的聚醚多元醇時，需要調整羥基的數量，這個時候選擇活性氧化始劑的種類就顯得尤其關鍵。一般來說氧化烯烴的總量不變，那么選擇的活性氧化始劑數量多、質量好，合成后的聚醚相對分子質量就會更低。

3.反應的催化體系

反應催化體系涉及到三種類型的催化劑，分別是陽離子催化劑、陰離子催化劑以及配位絡合催化劑。其中，陽離子催化劑主要借助于親電基團的親電能力來形成催化功能，陰離子催化劑則是通過堿金屬本身具有的催化開環聚合處理功能來實現催化的效果，這也是現階段工業生產活動中制備聚醚多元醇應用較為廣泛的催化反應體系。配位絡合催化劑則是用于環氧化物聚合的高效絡合催化劑，該催化劑的特征是活性較強，僅需要少量的催化劑就可以形成較高的催化效果，同時產品的單官能團僅存在少量的雜質，所以相對分子質量的分布區間較小，粘度也相對要小一些，在進行新型的聚醚多元醇合成中多應用這種類型的催化劑。

三、國內外聚醚多元醇的生產狀況概括

聚醚多元醇在我國開始生產并應用主要出現于上個世紀的80年代，隨著技術的不斷成熟，我國聚醚多元醇產量呈現快速增長趨勢，主要生產商集中于華東、山東及華南等地區，2016年山東藍星東大化工產量為24.7萬噸，占市場份額9.16%，處于領先地位的廠商還包括中海殼牌、上海高橋等。從整個生產歷史的角度上來看，國外的聚醚多元醇起步更早、技術優勢較強。特別是在設備的先進程度上要超過我國很多。早在上個世紀的50年代國外一些企業就開始生產制備聚醚多元醇，其產品質量好、產量高，同時掌握了全球多個國家的化學物資資源，比如說美國、日本以及歐洲的企業在這個方面都具有明顯的優勢，在2016年，陶氏化學的產能高達160萬噸，占全球產能14.28%，處于遙遙領先地位，除此之外，陶氏化學與拜耳集團、巴斯夫接團、荷蘭皇家殼牌集團、亨斯邁集團五家企業的總產能高達422.9萬噸，占全球產能的37.75%。

四、聚醚多元醇面臨的工業挑戰與發展機遇

聚醚多元醇在我國的發展面臨著眾多機遇與挑戰。從機遇角度上來看，我國正處于社會主義現代化建設的關鍵時期，無論是從聚醚多元醇的需求數量還是質量方面都提出了更高的要求，在這樣的條件下，國內的企業有內需拉動的優勢，通過技術革新與改造擴產，可以進一步提升社會影響力與行業地位，甚至可以借機趕超發達國家。比如，南開大學自主研發的新型聚醚后處理劑在生產實踐中應用良好，并且推廣到行業內部使用，產品質量達到并接近發達國家水平，同時成本優化了很多。

挑戰角度上來看，還是需要認識到我國在聚醚多元醇合成制備方面與西方國家的差距。其中，許多聚醚多元醇生產設備依然需要依靠進口的方式來獲取特別是在設備的精密度方面，我們自身的生產制造能力依然存在較大的差異，需要虛心學習國外先進技術，早日實現國有化生產，確保經濟效益與社會價值同步提升。除此之外，從聚醚多元醇的生產技術應用角度上來看，國內的生產多以粗放型的管理模式為主，實施精細化管理的企業很少，這方面相比于西方發達國家同樣不占有優勢。

總結

目前中國聚醚多元醇現國內生產量尚遠低于市場需求量，中國聚醚多元醇工業面臨新的挑戰和發展機遇，前10年內已形成一定的工業基礎，市場繼續看好，需求持續增長。鑒于國內需求量超過供應量，世界主要生產商正尋求在中國生產和銷售聚醚多元醇的發展商機，已有不少跨國聚氨酯原材料公司擬投資幾個大型聚醚多元醇裝置。國內聚醚多元醇生產商面臨嚴峻挑戰，提高競爭能力迫在眉睫。

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（作者單位：天津大沽化工股份有限公司）