新项目获批!春晚机器人关键材料!

文章来源:实习实训中心发布时间:2025-02-14浏览次数:10

文章来源于:中国化工信息周刊公众号

近日,吉林市生态环境局发布了关于亿鸿新材料制造有限公司500吨/年聚醚醚酮(PEEK)树脂聚合及改性项目环境影响评价文件受理情况的公示。

近年来,在“以塑代钢”“轻量化”的大背景下,PEEK作为全球公认的综合性能最好的热塑性工程塑料之一,已进入高速发展时期。其比强度约是铝合金的8倍,密度约为铝合金的1/3。在满足强度要求的前提下,可以大幅度减小材料本身的自重,是实现“轻量化”的极佳解决方案。

2025年的央视元宵晚会上,撒贝宁与身穿花马甲、走起机械步的春晚机器人同台亮相,这些机器人便使用了这一轻量化材料PEEK。

PEEK材料因其高强度、高耐磨性、优异的耐化学腐蚀性以及良好的生物相容性,成为人形机器人关节和传动部件的理想选择。在舞台上,机器人需要完成各种复杂动作,而PEEK材料的这些特性可以确保机器人稳定运行,并长时间保持高精度。


性能优异,应用广泛

PEEK是一种半结晶性、热塑性芳香族高分子材料。由于具备耐高温性、自润滑性、耐腐蚀性、阻燃性、耐水解性、耐磨损性以及抗疲劳性等优良的综合性能,PEEK材料可广泛应用于航空航天、医疗、电子电器、汽车工业、工业制造等领域。

●在航空航天领域,减轻重量和提高性能是永恒的追求。PEEK材料因其高强度、耐高温和低密度的特性,被广泛应用于飞机发动机部件、机翼结构件、卫星零部件等。


●在医疗领域,PEEK材料因其良好的生物相容性,不会引起人体的免疫反应,可用于制造人工关节、脊柱植入物、牙科修复材料等。


●在电子电器领域,随着电子电器产品不断向小型化、高性能化方向发展,PEEK材料的应用日益广泛。在电子元件的制造中,PEEK可作为绝缘材料用于电路板、芯片封装等。


●在工业制造领域,PEEK材料可广泛应用于各种恶劣工况下的机械部件制造。例如在化工泵、阀门等设备中,PEEK材料的耐腐蚀性和耐磨性使其成为理想的材料选择。

PEEK的上游原材料主要包括氟酮、对苯二酚、二苯砜和碳酸钠,其中氟酮是最关键的,其纯度及品质直接影响PEEK的质量。

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PEEK产业链示意图
来源:化工新材料

国内企业加速布局

当前,全球领先的PEEK生产企业主要包括英国威格斯(Victrex)、比利时世索科(Syensqo)、德国赢创(Evonik)和中国的中研股份 、新瀚新材、中欣氟材、肇民科技、肯特股份等。这些企业在PEEK的生产和应用方面各有专长,共同推动了PEEK材料的发展和应用。

其中威格斯是全球最大的PEEK生产商,市场占有率超过60%中研股份是继威格斯、世索科和赢创之后全球第4PEEK年产能达到千吨级的企业,是继威格斯后全球第2家能够使用5000L反应釜进行PEEK聚合生产的企业,是目前PEEK产量最大的中国企业。

●PEEK最早由英国帝国化学工业公司(ICI)的约翰·B罗斯和菲利普·A·斯坦尼兰在1977年开发出来,1978年申请专利,并在同年开始第一批小批量生产。1981年ICI正式发布了商业化的PEEK树脂,并以维克特克斯作为商标。1993年维克特克斯从ICI中收购了PEEK聚合物业务,开始独立运营,也就是现在大家熟悉的威格斯(Victrex)。2020年,威格斯公司宣布,其子公司和中国营口兴福化工有限公司成立合资企业,在辽宁建造聚合物生产基地。目前威格斯是全球最大的PEEK供应商。


●全球第二大PEEK生产商是比利时Syensqo(由索尔维在2023年底拆分成立)。索尔维在2005年收购了Gharda的聚合物分部后,拥有了包括PEEK在内的高性能工程塑料的生产能力。


●德国赢创公司(Evonik)是仅次于威格斯和Syensqo的第三大PEEK生产商。2005年6月初,赢创公司与我国吉林大学合作,注资成立了吉大德固赛合资公司,现更名为赢创高性能材料(吉林长春)有限公司。


●我国的PEEK技术研发始于20世纪80年代,由大学和研究所主导。国内在这一领域的首次突破来自吉林大学吴忠文教授团队,在“八五”期间完成了实验室小试和扩试,扩试产品主要物性达到国外同等水平,取得了我国第一批专利的授权。在国家的大力支持下,吴忠文教授团队自主研发出了具有独立知识产权的PEEK专利技术,并于2000年创建了吉大高新材料有限责任公司,首次打破威格斯垄断地位。2002年底,公司建成一期300吨/年的PEEK装置,次年扩产至500吨/年。


●此外,吉林大学还和长春吉大高科技股份有限公司合资组建了吉大特塑工程研究有限公司,拥有500吨/年的PEEK生产能力。


●吉林中研股份成立于2006年,多年从事PEEK的研发和产业化,拥有自主研发专利,在2015年实现千吨级PEEK产业化。

国内市场逐步打开

随着科技的不断进步和工业的持续发展,PEEK 材料的发展前景十分广阔。据弗若斯特沙利文预测,全球PEEK市场规模有望从2022年的49亿元增长至2027年的84亿元,年均复合增速达到11.38%;我国PEEK产品需求量在2022—2027年期间继续以16.82%的年复合增长率增长,预计2027年将达到5078.98吨,市场规模将达到28.38亿元。

与国际先进水平相比,我国在PEEK 材料生产方面仍面临一些挑战。例如在生产工艺的精细化程度、产品质量的稳定性等方面还有一定的提升空间。但随着国内企业不断加大研发投入和技术改进,我国PEEK材料的生产水平有望逐步提高。

与发展中国家相比,西方发达国家对PEEK的需求依旧占据主导地位。目前而言,欧洲仍是全球最大的PEEK交易市场国内PEEK市场还未充分打开,PEEK制造的终端消费品需要消费者逐步接受认可。随着国家在政策层面对新材料产业的支持力度不断加大,PEEK作为重要的新材料,有望受益于相关政策红利,获得更多的研发和产业化支持。同时,随着PEEK材料在新兴领域如人形机器人中的应用不断拓展,其市场需求将进一步增长。人形机器人对材料的轻量化、高强度、高精度等要求与 PEEK 材料的性能高度契合,国内已有厂家将 PEEK 材料应用于人形机器人的关节、轴承、齿轮等部件,形成配套生产链。

一审一校:黄杨

二审二校:何玲

三审三校:雷振友