聚四氟乙烯行业专题报告:5G和新能源等推动行业发展

关键字:聚四氟乙烯,PFA 时间:2022-12-22 17:42:01 浏览量:0

PTFE 是占比最高的含氟聚合物,同时是 R22 下游的延伸产品,PTFE 依靠特 殊分子结构在耐腐蚀、自润滑、不粘和生物惰性方面表现优异,广泛应用于汽 车、电子、化工和医疗领域。5G 高频通讯时代 PTFE 迎来又一春,作为介电常 数、介质损耗系数最低的树脂材料,其有望成为高频通讯关键材料。从行业来 看,未来五年 5G 基站和手机带来的 PTFE 需求增长确定性强,2019 年国内 PTFE 消费市场约为 47 亿元,经测算 2020 年国内 5G 用 PTFE 市场将达 8.2 亿元,2022 年迎来需求高峰达到 17 亿元,2021-2025 年 5G 年均将贡献 14 亿 元需求增量(19 年为基数,增速约 30%)。另一方面特斯拉积极布局干电池技 术,如技术大规模使用将给行业带来巨大需求增速。国内 PTFE 主要上市公司 有:巨化股份、昊华科技、新宙邦、沃特股份。重点关注昊华科技和巨化股份。

PTFE:高频通讯时代的材料新星 产业链

PTFE 是使用最广泛的含氟聚合物

聚四氟乙烯(PTFE)是一类重要的氟聚合物,由四氟乙烯聚合而来。1938 年 PLunkett 和他的助手首次从装有 TFE 的钢瓶中得到了粉末状的 PTFE,引起杜 邦公司的重视,并探索其聚合条件及材料的性能和应用前景。PTFE 产业链前 半部分与制冷剂产业链一致,上游涉及基础化工原料萤石、甲烷和液氯,中游 涉及重要氟化工中间产品氢氟酸,成品 PTFE 下游需求主要来自机械、电子、 化工和防粘涂层等领域。

PTFE 按合成方法分为悬浮 PTFE、分散树脂粉末和浓缩分散液 TFE 单体聚合 的方法主要有悬浮聚合和分散聚合。可以按照聚合方法将 PTFE 分成悬浮 PTFE 和分散 PTFE,后者可以再细分为分散树脂粉末和浓缩分散液。三类 PTFE 产 品加工性能各异,适合采用不同的方法加工成型,在不同的领域发挥作用。目 前悬浮法 PTFE 约占 50-60%, 分散树脂粉末约占 20-35%, 浓缩分散液约占 10-20%。


性能:特殊结构保障了耐腐蚀、润滑和生物惰性

PTFE 呈现氟原子保护碳原子的特殊结构。聚四氟乙烯结构式为(CF2CF2)n,在 聚四氟乙烯分子中,CF2 单元按锯齿形状排列,由于氟原子的范德华半径比氢 原子稍大,原子之间范德华作用力较大,产生较强的排斥力,所以相邻的单元 不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的构象,由于氟原子具有合适 的原子半径,使每一个氟原子恰好能与间隔的碳原子上的氟原子紧靠,这样的 构象使氟原子能包围在碳-碳主链周围,形成一个低表面能的保护层,呈现氟原 子保护着易受侵蚀的碳原子链的特殊结构。


PTFE 的特殊结构使得其具备以下多种特性:

 耐腐蚀性:PTFE 是目前已知的有机化合物中化学惰性最好的高分子材料。 其特殊的分子结构使其能够抵抗几乎所有的强(包括王水)、强碱和有机 溶剂,并且在高温条件下也能保持这种性能。腐蚀性气体、液体运输管道 的衬里是 PTFE 的重要应用场景。

 自润滑性:PTFE 的摩擦系数比其他工程塑料小,是已知可实用的滑动面材 料中摩擦系数值最低的,是理想的润滑材料。由于润滑油脂会被溶剂完全溶 解,设备的某些位置不能添加润滑油,填充 PTFE 逐渐演变为各类零件无 油润滑的优良材料,包括化工设备的轴承、活塞环、钢结构屋架的支承滑 块以及架桥转体等。

 不粘性:PTFE 摩擦系数极小,仅为聚乙烯的 1/5,又由于氟-碳链分子间 作用力极低,所以聚四氟乙烯具有不粘性,是不粘锅常用的涂层材料。

 生物惰性:PTFE 作为医用材料植入人体后不会引起机体的排斥,对人体 无生理副作用,从 20 世纪 70 年代开始首先被应用制成人造血管应用于临 床。如今由于其优异的性能,聚四氟乙烯在医学上的应用越来越广泛,包 括用于软组织再生的人造血管和补片以及用于血管、心脏、普通外科和整 形外科的手术缝合等。