国内外PMMA生产和技术现状.pdf

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专论综述弹性体，（）：

作者简介：

王莉洪（），女，吉林省吉林市人，工学学士，工程师，主要从事聚甲基丙烯酸甲酯方面的技术研究工作。

收稿日期：

国内外生产和技术现状王莉洪，王丹丹，孟晓佳（中国石油吉林石化公司研究院，吉林吉林；中国石油吉林石化公司碳纤维厂，吉林吉林；中国石油吉林石化公司，吉林吉林）摘要：

聚甲基丙烯酸甲酯（）以其优异的光化学性能、高透光性能和优异的光泽性能越来越受到各界的关注。

阐述了的工艺路线、产品牌号、市场需求等方面，并分析了国内外最新的技术进展、应用前景和研发方向。

关键词：

聚甲基丙烯酸甲酯；工艺路线；研发方向；市场需求中图分类号：

文献标识码：

文章编号：

（）聚甲基丙烯酸甲酯（）以其优异的透光性，较高的全光谱透光率和表观光泽度以及良好的介电性、电绝缘性、抗电弧性受到各界越来越多的关注。

的分子结构决定了的耐化学试剂、耐溶剂、耐候性及一定的耐热耐寒特性。

的分子结构式如下：

是一种刚性硬质无色透明材料，密度，折射率，透光率，雾度不大于，拉伸强度，弯曲强度，断裂伸长率，玻璃化温度，热变形温度（），维卡软化点约，脆化温度，热分解温度，流动温度，热导率（），比热容（），其广泛应用于汽车、广告、医学、通讯及建筑领域。

工艺路线比较目前，国内外模塑料生产技术主要集中在两个方面：

一是聚合技术，共有种聚合工艺；二是产品脱挥技术，根据不同的脱挥形式，可分为种脱挥工艺。

聚合工艺模塑料是以甲基丙烯酸甲酯（）为主体与少量的丙烯酸酯类单体共聚而成的共聚物，聚合技术主要有悬浮聚合、溶液聚合及本体聚合种工艺。

小规模间歇生产以悬浮聚合工艺为主，大规模连续生产均采用溶液聚合和本体聚合工艺。

（）悬浮聚合悬浮聚合聚合体系黏度低，传质、传热易于控制；工艺流程短，聚合物溶液只需经过简单的分离、洗涤、干燥等后处理过程，即得树脂产品，可直接用于成型加工；技术成熟，设备投资费用低；但生产能力较低，产品纯净度差（残单和灰分含量高），不能进行大规模连续化生产，污水处理量大。

图为悬浮聚合工艺流程图。

图悬浮聚合工艺流程图（）溶液聚合溶液聚合聚合体系黏度低，传质、传热易于控制，可进行大规模连续化生产，无污水处理问题。

但由于聚合体系中含有大量溶剂，单体浓度低，聚合速率较慢，设备利用率和生产能力较低；聚合物溶液需要进行多级闪蒸脱挥、造粒等后处理过程，才能得到树脂产品；同时脱除的大量溶剂和未反应单体需要进行精馏提纯，回收套用，后处理能耗高，增加生产成本；助剂用量小，产品杂质较少，热稳定性较好。

图为溶液聚合工艺流程图。

图溶液聚合工艺流程图（）本体聚合本体聚合聚合体系中不含溶剂，物料黏度大，传质、传热控制相对难，对工艺和设备的要求十分苛刻，操作难度比较大；但产品纯净，透明度高，无污水处理问题，只需回收少量未反应的单体，后处理能耗低。

图为本体聚合工艺流程图。

图本体聚合工艺流程图表比较了种生产的聚合技术特征。

表种生产的聚合技术特征比较比较项目悬浮聚合溶液聚合本体聚合引发剂种类油溶性油溶性油溶性配方主要成分（或）单体、引发剂、悬浮剂、水（或）单体、引发剂、溶剂、链转移剂（或）单体、引发剂、链转移剂体系黏度小较小大温度控制容易，水为热载体较容易，溶剂为热载体难控制，单体为热载体聚合速率较快慢快生产方式间歇连续连续聚合设备聚合反应设备有单釜、两釜串联、釜管串联和环管直管串联种类型。

其中，单釜、两釜串联组合形式最为普遍，国内外绝大多数企业采用两釜串联组合形式；相对于釜式反应器，管式反应器具有传质传热效率高、停留时间分布窄的特点，反应介质的流动趋于活塞流，通过管式反应器内设计特殊结构的混合元件，可实现高转化率下聚合反应过程的稳定控制，提高聚合转化率和产品质量，尤其适用于高黏度的本体聚合反应，釜管串联式反应器组合形式已应用于国外本体聚合工业化装置中；环管直管串联式反应器组合形式是近几年来开发的一种新型反应器形式，能显著地提高高黏度流体的传质、传热效率，具有过程控制和产品质量稳定的特点。

脱挥工艺聚合物溶液的脱挥工艺有种：

一是采用脱挥器的单级或两级闪蒸脱挥；二是采用脱挥器与脱挥螺杆组合脱挥；三是单独采用脱挥螺杆脱挥，根据聚合物溶液黏度和固含量选择不同的脱挥工艺及设备。

对于固含量低于（质量分数）的聚合物溶液来说，通常采用脱挥器进行一级闪蒸脱挥，脱除大量的挥发分，然后根据聚合物熔体的黏度，选择脱挥器二次闪蒸脱挥或脱挥螺杆脱挥，脱除残余的挥发分。

对于固含量高于的聚合物溶液来说，若熔体黏度能够满足要求，无需脱挥器闪蒸过程，可直接采用脱挥螺杆脱挥，即可满足产品对挥发分的要求。

对比聚合、脱挥工艺及设备，种工艺技术特点如下：

（）悬浮聚合工艺具有技术成熟、过程易于控制、设备投资低以及后处理流程简单等优点，但不适合大规模连续化生产，由于存在产品纯净度差和大量污水问题，不能满足产品质量和环保的要求，将逐渐被淘汰。

（）溶液聚合工艺具有技术成熟、过程易于控制、无污水、产品比较纯净等优点，适合大规模连续化生产，也是模塑料生产的主导工艺。

但该工艺生产效率低、流程长、后处理能耗高、生产成本高，因此，需要进行工艺优化，以减少溶剂用量，降低生产成本。

（）本体聚合工艺最大的优点是流程短、产品纯净、相对分子质量较高、无污水、后处理能耗弹性体第卷低，产品可应用于高端市场，但该工艺过程控制难度大，对设备和工艺操作要求较高。

综合生产过程控制、产品质量、生产成本以及环保等诸多方面，本体聚合技术具有相当的优势，该技术克服了种方法的不足，既能保证产品质量，又能保证聚合体系稳定运行。

采用该技术生产的产品具有纯度高，相对分子质量均一，挥发分低，透明度高，不易黄化，耐热性能好等特点。

而本体聚合的改良技术是一种具有前瞻性的技术，其技术优势如下：

（）改良本体聚合工艺高温聚合，一定程度降低了反应体系黏度，有利于传质、传热控制；脱挥和溶剂回收工序能耗低，且无污水；溶剂和助剂用量少，降低了产品的杂质含量，产品更纯净；采用釜管串联的反应器组合形式，解决了高黏度熔体的传质传热问题，单体转化率高；聚合过程控制平稳。

（）脱挥工艺采用脱挥螺杆脱除挥发分省去了脱挥器的闪蒸提浓过程，减化了后处理工艺流程，且能满足产品挥发分的要求。

国内外生产和技术现状目前我国是继日本之后亚洲第二大板材与模制品材料市场，近几年随着中国行业及汽车业等行业的迅猛发展，我国的消费量有很大增长，市场需求年增长率高达，远高于世界的增长率。

预计未来几年内，我国需求仍将以二位数的百分率增长。

虽然国内产能不断扩大，产品种类逐渐增加，但供需上仍有很大缺口，年进口依存度为，年进口依存度为，年进口依存度为。

由此可见，国内现有产品生产能力远远不能满足市场需求。

国内外产品的部分牌号情况及用途见表和表。

表国外公司产品牌号及用途公司名称牌号用途及特性日本旭化成公司注塑级，高抗冲，食品餐具注塑级，适合形状复杂的制品，大型制品。

流动性好，透明性、耐气候性、表面硬度及耐化学药品性优异日本可乐丽公司通用级，耐热性、挤出性好成型性良好，优越的机械强度非常优越的耐热温度、机械强度流动性良好，厚度薄，适用于大型成品日本住友公司杰出耐热性（较一般耐热型高以上）。

用途：

铭牌灯壳、餐具、灯光散射板高流动性。

用途：

光影碟造形复杂的模制品高流动性高耐冲击性。

用途：

汽车各部家庭器具表盖，铭牌，自动贩卖机外壳与按钮，肥料漏斗（稻田播种机）工业用品导光板、眼镜与太阳眼镜片用途：

汽车各部汽车尾部装饰板，汽车仪器显示面壳建筑材料汽车外部装饰杰出耐溶剂性。

用途：

灯壳、钟表面壳、挤压成型板材、挤压成型管和竿注塑级。

杰出耐热性。

用途：

汽车指示灯与尾部灯外壳，仪表外壳，汽车尾部装饰板镜与太阳眼镜片汽车仪器显示屏幕，挤压成型板材，挤压成型管和竿注塑级。

高流动性，良好模压性能。

用途：

日常用品，钟表面壳、铭牌、文具、灯壳日本三菱丽阳公司（本体聚合法）耐冲击性注塑级，具有出色的流动性，适用于注塑大型模塑品或薄型模塑品注塑级，中等耐热，适用于注塑及挤塑成型日本公司注塑级第期王莉洪，等国内外生产和技术现状续表公司名称牌号用途及特性台湾奇美公司用途：

电子铭板、一般音响面板、机械零件、仪表外壳耐热型射出级，用途：

汽机车指示灯外壳、太阳眼镜片、电子表面外壳高流动性级。

用途：

用于电子铭板，一般音响面板，日用家庭器具及造形特殊难于射出成型加工的装饰品英国路彩特公司通用级。

用途：

眼镜支撑片、电子、挤出棒和管、反光镜、放大镜、微波炉门、寻呼机和手机屏、钢琴键盘、路灯罩等韩国公司光学电子专用。

用于光学透屏和电子按键方面的光学级别材料系列适用于复杂的架子或面积大而薄的墙饰件特殊级别，包括高抗冲特殊级别，专用于人造大理石和胶黏油墨和涂料方面的材料罗门哈斯中国公司具有倍于普通亚克力树脂的抗冲击性能，出色的流动性和脱模性，能缩短加工循环周期，同时具有普通压克力树脂的出色的光学性能和抗紫外线性能。

常用于文具、化妆品、实验室仪器等具有较高的抗冲击强度，抗冲级产品。

德国罗姆公司高韧性，耐热极高的抗冲击强度，抗冲级产品法国阿托菲纳公司通用级耐热级高抗冲型挤出级，耐高温，耐磨性极佳挤出级挤出级，注塑型粒料，中等耐热性，流动性好，属于高流动性，一般应用挤出级，注塑型粒料，极佳耐热性，属于最高耐热级年，世界总生产能力约万，板材（浇铸板和挤出板比例约为）约万，模塑料约万，美国、西欧和日本仍然是全球最大的生产国。

法国阿科玛公司、德国德固塞公司和台湾奇美公司是生产规模较大的生产商，其产品主要在欧美市场销售；日本三菱丽阳公司、住友化学公司、旭化成化学公司、可乐丽公司、韩国公司和台湾奇美公司的产品，其目标市场主要集中在亚州。

表为国内生产厂家牌号和主要用途。

表国内生产厂家牌号和主要用途生产厂家名称牌号用途及特性聚合工艺上海泾奇高分子材料有限公司注塑级，家电、照明、杂货溶液聚合法挤出板、手机面板、车灯罩注塑级，显示器导光板、镜片、镜头家电、照明镜片、手机导光板注塑级，手机及电脑导光板镇江奇美化工有限公司电子铭板、一般音响面板、机械零件、仪表外壳溶液聚合法高流动性级，用途：

用于电子铭板，一般音响面板；日用家庭器具，及制造特殊难于射出成型加工的装饰品耐热性，用途：

汽机车指示灯外壳、太阳眼镜片、电子表面外壳为注塑级产品，流动性较好。

适用注塑各种制品，具有较高的机械强度黑龙江龙新化工有限公司为挤出级产品，流动性低，机械强度高，可用于螺杆挤出机加工管、棒、平板、各种异型材料及与其它塑型材料共挤出复合板材溶液聚合法南通丽阳化学有限公司注塑级，具有最好的耐热性，耐气候性。

适用于车辆，照明，光学产品改良本体工艺弹性体第卷续表生产厂家名称牌号用途及特性聚合工艺注塑级，适用于大型、厚型的导光板，台式电脑用导光板注塑级，适用于小型、薄型的导光板、笔记本电脑用导光板具有出色的流动性，适用于注塑大型模塑品或薄型模塑品。

主要用途：

家电、照明、工艺品等耐冲击性能改良、适用于空调机面板及其它大型模塑品耐冲击性能改良、适用于手机镜片、摄像机外壳、汽车配件等、家电配件等高抗冲型，具有出色的高抗冲击性和流动性。

主要用途：

文具、手机面板、玩具上海制笔化工厂注塑级。

具有良好的耐候、耐热性能，并以优良的强度、透明度、光泽性和极好的着色性能及优异的光学与电学特性。

可广泛使用于制笔、家电、无线电、仪器仪表、钟表面壳、汽车车灯、电讯器材、日化用品、眼镜片、齿科材料、医疗器具等本体聚合法国外一些生产商都十分看好亚洲市场，相继扩产或新建装置。

韩国的湖南石化公司与日本三菱化工公司合作建设和生产装置。

其中装置建在大山，生产能力为万，年建成投产；装置建在丽川，生产能力为万，年建成投产。

日本旭化成公司与泰国公司的合资企业计划投资建设一套万丙烯腈（）装置，一套万装置和一套万装置，具体开工日期未定。

国内消费发展趋势年以来我国进口量逐年稳步增长，年进口量达到万，年进口高达万，而且是在国内装置产能不断扩大的情况下依然保持强劲增长势头，说明国内市场需求旺盛，市场缺口大。

从产品消费种类看，通用级和耐热级模塑料产品为市场主流产品，约占的市场份额，其中为高流动性通用级产品，为普通的通用级产品，为耐热级产品，为光学级产品。

高流动性通用级产品具有优良的流动特性，易于成型加工，通常用于注射加工电子铭板、音响面板、日常家庭器具（以卫生洁具、家具和生活日用品为主），特别适用于造形特殊的大型、薄型模塑品或装饰品；耐热级产品具有优良的耐热性和机械性，通常用于生产板、棒、管等材料，特别适用于汽车各类指示灯外壳、太阳镜片和电子表面外壳等。

这类产品基本来自国内的外资企业产品和进口产品，其中，日本三菱丽阳公司和产品在国内市场销量大，质量和性能稳定，得到用户的一致认同。

因此，开发高流动和耐热级新产品，可替代同类进口产品，满足市场需求。

近年来由于沿海经济工业的开发，许多海外企业，如日本、韩国、台湾的相关企业急剧地涌进来，因此对高端需求不断增加。

与相关的显示器导光板就是应用之一，过去是以进口部件然后组装为主的情况，现在开始转向国内生产，所以国内导光板消费量急剧增加。

随着国内液晶显示器制造技术的发展，将带动导光板材料的消费增长，光学级成为最具成长性的高分子材料。

预计未来几年将以年均以上的速率增长，年已占到全部材料的，未来仍是导光板材料的主流。

在该行业的消费潜力巨大。

随着中国行业及汽车业的迅猛发展，以及为应对金融危机而进行的城市基础建设的展开，势必会极大地拉动的需求。

我国是继日本之后亚洲第二大板材与模制品材料市场。

预计未来几年内，我国需求仍将以左右的速率增长，年行业需求量超过万，年需求量将达到万左右，供需缺口较大。

结束语以其优越的透明性、光泽性、良好的第期王莉洪，等国内外生产和技术现状耐候性、耐化学药品性、电气绝缘性和机械特性使其应用范围越来越广泛，并且不断地向高端产业链条扩进，如光学纤维、液晶显示器导光板、防射线、太阳能光伏电池、高纯度光盘级等。

光学级是一种具有深度开发价值的高分子材料，市场发展空间将会越来越大。

随着产业链条的高端化，必须对的传统的聚合方式进行改进，使聚合工艺进一步向过程连续、产品纯净、产能大、能耗低、无环境污染的方向发展，聚合工艺技术和设备改进是工业化技术关键。

参考文献：

夏华成，周勃，王严力有机玻璃改性的研究沈阳建筑工程学院学报：

自然科学版，（）：

贾玉玺，安立佳聚合反应挤出过程的数字模拟全国高分子学术论文报告会议文摘要集北京：

王朋国，马素德，胡波连续反应制备聚合物光纤用芯颗粒料塑料工业，（）：

江源，王志明聚苯乙烯芯塑料光纤共挤拉制工艺的研究塑料工业，（）：

，（，；，；，）：

，：

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