聚异戊二烯橡胶市场分析论文

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1生产技术研发进展

蔡洪光等开发出一种用于聚合高顺式聚异戊二烯橡胶的磺酸稀土催化剂。该催化剂由苯磺酸钕稀土配合物及烷基铝组成，烷基铝与苯磺酸钕稀土配合物中稀土钕的物质的量比为15∶1～40∶1；其中苯磺酸钕稀土配合物包括：苯磺酸钕醇类配合物、苯磺酸钕亚砜类配合物、苯磺酸钕呋喃类配合物、苯磺酸钕胺类配合物、苯磺酸钕醚类配合物和苯磺酸钕酯类配合物；配体包括：醇类化合物、亚砜类化合物、呋喃类化合物、胺类化合物、醚类化合物和酯类化合物；烷基铝包括：三异丁基铝、三乙基铝、二异丁基氢化铝或二乙基氢化铝。该磺酸稀土配合物催化剂用于异戊二烯聚合可得到顺式1、4－聚异戊二烯质量分数＞96.0％，重均相对分子质量＞2200000的高顺式稀土聚异戊二烯橡胶。崔冬梅等开发出一种催化异戊二烯或丁二烯选择性聚合的稀土催化剂。该稀土催化剂由钳型稀土配合物与烷基铝和有机硼盐组成。聚合反应所用的溶剂为甲苯或氯苯。催化异戊二烯聚合时，烷基铝与钳型稀土配合物的物质的量比是（10~40）∶1，有机硼盐与钳型稀土配合物的物质的量比是（1~3）∶1，聚合温度为-20~80℃，聚合反应时间为0.5~2h，单体转化率最高可达100%，聚合物中顺式1，4－聚异戊二烯的质量分数为55.0%~98.8％。王继叶等开发出应用于异戊橡胶生产的稀土催化剂的制备方法。该方法通过控制催化剂各组分的加料速度和实现催化剂各组分的充分混合来控制其配位反应,从而提高稀土催化剂制备的效率与性能指标。稀土催化剂的制备过程是：使用至少两个实现物料充分混合的配制装置交替地进行催化剂的配制与静置陈化。用于制备稀土催化剂的物料包括己烷溶剂和按顺序混合的环烷酸钕、倍半乙基氯化铝和三异丁基铝物质，并物质的量比n(Nd）∶n（Cl）∶n（Al）=1∶(2～4)∶(10～20),配制与陈化温度均控制在0~40℃之间,陈化浓度(以Nd计)为0.01~0.05mol/L,陈化时间控制在1~24h之间。虞旻等开发出一种内通冷剂的螺旋搅拌反应器，该反应器以无返混的平推流型代替完全返混的全混流型，强化了聚合反应过程和传热过程，体积较之前反应器相比明显减小，能耗大幅降低，聚合物性能提高。适用于溶液聚合法生产聚合物（如合成橡胶、塑料和纤维）的工艺过程，尤其适合于稀土催化体系合成异戊橡胶和顺丁橡胶。

刘乃青等开发出了一种稀土异戊橡胶湿法凝聚方法。己烷溶液经蒸汽预热，经计量泵进入胶液预处理装置与循环热水进行分散，体积比1∶4，压力0.3MPa，得到的90~95℃胶水悬浮液以脉动式双流体方式，经过有顶针的喷嘴喷入釜中；釜顶搅拌为高效宽叶轴流桨和曲面轴流桨，转速300r/min;釜底搅拌为六叶复合圆盘涡轮搅拌，转速400~500r/min;在釜底搅拌及蒸汽的强剪切力作用下，迅速分散在90~95℃的凝聚热水中，胶液中己烷及单体瞬间汽化,形成均匀的胶粒，在釜顶搅拌和螺旋挡板作用下，将胶粒完全分散在热水中，停留20~30min。胶粒在釜底搅拌位置切向斜上30°方向排出，己烷和单体以气相状态从釜顶排出冷凝回收。王勋章等开发出稀土异戊橡胶溶剂油去除杂质精馏回收溶剂和单体的方法。首先将异戊橡胶合成产生的溶剂油经过质量分数为10%~15%的氢氧化钠溶液加热回流碱洗、水洗至中性，分层取溶剂油，通入分子筛吸附过滤塔循环吸附处理后，再将溶剂油加入填料精馏釜中，停留时间为10~1000s，流速为0.1~0.0001m/s；常压下全回流2~3h；回流比(8~10)∶1采出前馏分；当塔顶温度为34℃时采出异戊二烯；塔顶温度大于34℃时，采过渡馏分；当塔顶温度为68℃时，调整回流比为(2~3)∶1，采出己烷；采出的异戊二烯经冰机保温。李杨等开发出一类稀土催化体系含氮功能化稀土异戊橡胶，其特征在于：重均相对分子质量为1×104~120×104；以聚合物总量100%计，结合苯乙烯衍生物质量分数为1%~50%，异戊二烯质量分数为50%~99%；以聚异戊二烯总量100%计，1,4－聚异戊二烯质量分数为70%~98%；苯乙烯衍生物选自含有氮原子取代基的苯乙烯，并且至少含有一个叔胺基团取代基；取代基可以直接连接在苯乙烯的邻位、间位或对位上，也可以连接在苯乙烯邻位、间位或对位上的烷基上；苯乙烯衍生物可以含有单取代基、双取代基或三取代基，取代基可以相同，也可以不同。

孔春丽等以2－乙基己基磷酸单2－乙基己基酯钕盐（简称Nd）/氢化二异丁基铝（简称Al）/一氯二乙基铝（简称Cl）为催化剂，对异戊二烯（简称Ip）进行聚合，考察了催化剂配制条件和聚合温度对聚合的影响，并通过红外光谱和核磁共振表征了聚合物的微观结构。结果表明，催化剂配制过程中，c(Ip)/c(Nd)越大，陈化温度越高，聚合物的相对分子质量分布越窄；陈化温度越高，陈化时间越长，聚合物的数均相对分子质量（Mn）越大；c(Al)/c(Nd)越大，聚合物的Mn越小，相对分子质量分布越宽；聚合温度越高，聚合物的Mn也越小，但相对分子质量分布基本不变，其值为2.0~2.2,；聚合物中顺式1,4－聚异戊二烯物质的量分数基本不受反应条件的影响，为95.5%～97.1%。曹堃等开发出一种利用气相聚合制备高顺式聚异戊二烯的方法及催化剂。催化剂由5个组分混合组成，第一组分为稀土化合物；第二组分为烷基铝、氢化烷基铝、烷基铝氧烷中的任一种；第三组分为烷基氯、氯化烷基铝中的任一种；第四组分为氯化镁、二氧化硅、炭黑或氧化铝；第五组分为纳米二氧化硅、纳米炭黑、纳米三氧化二铝、纳米二氧化钛、纳米三氧化二锑、纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米蒙脱土中的任一或任几种的组合；第一与第二组分的物质的量比为1∶(20~100)，第一与第三组分的摩尔比为1∶(1~10)，第一组分的物质的量与第四组分的质量之比为1∶(2000~200000)，第五与第四组分的质量比为1∶(0.125~200)。异戊二烯和催化剂在40~70℃下气相聚合30min以上即得到高顺式1,4－聚异戊二烯橡胶颗粒。罗天韵开发出聚异戊二烯橡胶后处理一步法加工工艺，将“两步法”后处理工艺简化为“一步法”工艺，降低40％设备投资费用，缩小50％占地面积，节约27％的能耗，单机产量提高5％以上，降低了工人劳动强度，经济效益显著。

2世界聚异戊二烯橡胶的市场分析

2.1生产现状近年来，随着中国多套新建生产装置的建成投产，世界聚异戊二烯橡胶的生产能力稳步增长。2013年，全世界总生产能力达到90.3万t/a，其中北美地区的生产能力为11.5万t/a，约占世界总生产能力的12.74%；中东欧地区的生产能力为48.4万t/a，约占总生产能力的53.60%；亚洲地区的生产能力为30.0万t/a，约占总生产能力的33.22%；世界其他国家和地区的生产能力为0.4万t/a，约占总生产能力的0.44%。俄罗斯是目前世界上最主要的聚异戊二烯橡胶生产国家，生产能力为48.4万t/a，约占世界总生产能力的53.60%；其次是中国大陆，生产能力为21.5万t/a，约占总生产能力的23.81%。

2.2消费现状及发展前景2013年，世界聚异戊二烯橡胶的总消费量约为65.0万t，其中中东欧地区是世界主要的消费地区，约占世界总消费量的45.0%，西欧地区约占13.0%、北美地区约占11.0%、日本约占8.5%、中国大陆约占13.5%、世界其他国家和地区约占9.0%。约70%的产品用于生产轮胎及轮胎制品，其中中东欧在轮胎及轮胎制品方面的消费量约占总消费量的90%。日本超过85%、美国和西欧地区约占60%、中国大陆约占65%。预计今后几年，世界聚异戊二烯橡胶的需求量将以年均约2.9%的速度增长，到2018年总消费量将达到约75.0万t。其中美国、日本和西欧的消费量仍将处于停滞状态，而亚洲地区（除日本外）的消费量将以年均约3.5%的速度增长，东欧的消费量没有明显好转的迹象。

3我国聚异戊二烯橡胶的市场分析

3.1生产现状我国对聚异戊二烯橡胶的研究开发较早，20世纪60年代中科院长春应用化学研究所采用稀土催化剂合成出顺式聚异戊二烯质量分数为93%~95%的聚异戊二烯橡胶，70年代在中国石油吉林石化公司的顺丁橡胶生产装置上进行了工业化试生产，试生产的稀土聚异戊二烯橡胶产品质量接近钛系产品，制成的轮胎通过了里程试验。但由于原料来源、工艺技术等方面的原因，2009年以前，我国一直没有建成聚异戊二烯橡胶工业生产装置，所需要的产品全部依赖进口。2010年4月，广东茂名鲁华化工有限公司采用稀土催化剂的1.5万t/a工业装置的建成投产，结束了我国无聚异戊二烯橡胶工业生产的历史。从此以后，我国聚异戊二烯橡胶产能不断增加。2013年，先后有淄博鲁华泓锦新材料股份有限公司、抚顺伊科思新材料股份有限公司、中国石化北京燕山分公司、山东神驰石化有限公司以及青岛第派新材有限公司装置建成投产。2014年，宁波金海德旗化工有限公司和独山子天利实业总公司装置建成投产。截至2014年10月底，我国聚异戊二烯橡胶的生产厂家达到10家，总生产能力达到27.5万t/a，成为继俄罗斯之后的世界第二大聚异戊二烯橡胶生产厂家，是世界最大的稀土系聚异戊二烯橡胶生产国家，产品类型除了稀土聚异戊二烯橡胶之外，还有锂系聚异戊二烯橡胶和反式聚异戊二烯橡胶。其中伊科思新材料股份有限公司是最大的生产厂家，生产能力为7.0万t/a（两套装置，分别位于青岛和抚顺），约占国内总生产能力的25.45%；其次是淄博鲁华泓锦新材料股份有限公司茂名分公司，生产能力为6.5万t/a，约占总生产能力的23.64%。。

3.2装置新建或扩建状况今后几年，我国仍将计划建设多套聚异戊二烯橡胶工业生产装置，主要有辽宁盘锦振奥化工有限公司5.0万t/a，中国石化福建炼油化工有限公司3.0万t/a，中国石油化工股份有限公司与俄罗斯西布尔控股股份公司合作在上海新建5.0万t/a，山东红阳化工科技有限公司3.0万t/a，山东玉皇化工（集团）有限公司3.0万t/a，中国石油兰州石油化工公司5.0万t/a以及山东利津石油化工厂有限公司6.0万t/a生产装置等。如果这些装置能够按计划实施，预计到2018年，我国聚异戊二烯橡胶的总生产能力将达到约57.0万t/a，超过俄罗斯成为世界第一大聚异戊二烯橡胶生产国家，届时聚异戊二烯橡胶产能将出现过剩。

3.3进出口情况2007年，我国聚异戊二烯橡胶的进口量为5.32万t，2010年达6.57万t，创造历史最高纪录。2013年的进口量为3.98万t，同比减少约24.76%。2014年1~8月份的进口量为1.59万t，同比减少约45.36%。在进口的同时，我国聚异戊二烯橡胶也有少量出口。2007年的出口量为0.16万t，2010年为0.26万t，同比增长约136.36%。2013年的出口量为0.26万t，同比增长约13.04%。2014年1~8月份的出口量为0.07万t，同比减少约63.16%。我国聚异戊二烯橡胶的进口主要来自俄罗斯和日本。2013年来自这两个国家的进口量合计达到3.84万t，约占总进口量的96.48%，同比2012年的5.13万t减少约25.15%。其中来自俄罗斯的进口量为2.90万t，约占总进口量的72.86%，同比减少约34.68%；来自日本的进口量为0.94万t，约占总进口量的23.62%，同比增长约36.23%。我国聚异戊二烯橡胶的进口主要以一般贸易、进料加工贸易和保税区仓储转口货物贸易方式为主。2013年来自这3种贸易方式的进口量合计达到3.30万t，约占总进口量的82.92%，同比2012年的3.50万t减少约6.08%，其中一般贸易方式的进口量为1.69万t，约占总进口量的42.46%，同比增长约29.01%；进料加工贸易方式的进口量为0.84万t，约占总进口量的21.11%，同比增长约50.00%；保税区仓储转口货物贸易方式的进口量为0.77万t，约占总进口量的19.35%，同比减少约52.76%。我国聚异戊二烯橡胶的进口主要集中在上海、青岛、大连以及满洲里等海关。2013年这4个海关的进口量合计达到2.71万t，约占总进口量的68.09%，同比2012年的4.21万t减少约35.63%。其中上海海关的进口量为0.82万t，约占总进口量的20.60%，同比减少约4.65%；青岛海关的进口量为0.76万t，约占总进口量的19.10%，同比减少约48.99%；大连海关的进口量为0.55万t，约占总进口量的13.82%，同比增长约77.42%；满洲里海关的进口量为0.58万t，约占总进口量的14.57%，同比减少约62.58%。我国聚异戊二烯橡胶的进口主要集中在山东、上海、辽宁以及广东等省市。2013年这4个省市的进口量合计达到2.40万t，约占总进口量的60.30%，同比2012年的2.94万t减少约18.37%。其中山东省的进口量为0.70万t，约占总进口量的17.59%，同比减少约52.70%；上海的进口量为0.64万t，约占总进口量的16.08%，同比减少约14.67%；辽宁省的进口量为0.55万t，约占总进口量的13.82%，同比增长约77.42%；广东省的进口量为0.51万t，约占总进口量的12.81%，同比增长约27.50%。

3.4消费现状及发展前景2013年，我国聚异戊二烯橡胶的产量约为5.0万t，消费量约为8.5万t，其中国内产品自给率约为58%左右，其余主要依靠从俄罗斯、日本和美国等国家进口。消费结构为轮胎行业约占65%、医药行业约占17%、鞋材等其他方面约占18%。聚异戊二烯橡胶的发展与天然橡胶的发展密切相关。目前我国已经成为世界上最大的橡胶消费国家，天然橡胶和合成橡胶的消费量均位居世界第一。虽然国内天然橡胶产量有所增加，但表观消费量增加更快。2006年我国天然橡胶的表观消费量为214.6万t，2013年达到320.0万t，产品自给率仅约为27.0%，对国际市场的依存度较大。轮胎工业的发展将继续拉动我国橡胶市场需求的增长，根据有关行业预测，2018年我国天然橡胶的需求量将达到约400.0万（t其中轮胎用天然橡胶需求量约为280.0万t），而由于我国可供植胶的土地资源有限，干胶年产量大规模扩产的可能性不大，因此，我国天然橡胶仍将大量进口，天然橡胶在我国发展前景广阔。降低橡胶工业对国际天然橡胶市场的过分依赖，大力发展天然橡胶的代用胶是缓解市场供需矛盾的一个重要措施。虽然通过现代技术手段，多种合成橡胶在部分场合已能替代天然橡胶使用，这是由于聚异戊二烯橡胶在分子结构和性能方面与天然橡胶十分类似，它是天然橡胶的最佳替代品，但是在很多场合下用其他橡胶是无法取代天然橡胶的。聚异戊二烯橡胶的需求主要受下游行业使用习惯、原料异戊二烯成本、天然橡胶供应及价格等多种因素影响，聚异戊二烯橡胶作为天然橡胶最接近的合成橡胶，在不改性轮胎等下游行业生产配方不变的情况下，可替代20%的天然橡胶，如果未来聚异戊二烯橡胶供应及质量稳定，应用技术不断提高，价格具有一定的竞争力，则下游企业接受度将不断提高，聚异戊二烯橡胶需求量将逐渐提高。根据近几年我国聚异戊二烯橡胶的需求情况以及未来的发展趋势，预计2018年我国对聚异戊二烯橡胶的实际需求量估计在15.0万~18.0万t左右，其中产品的自给率将提高到80%以上。

4存在的问题及未来发展建议

4.1存在的问题（1）盲目扩能现象严重。由于对市场缺乏深入了解，许多企业纷纷新建或者扩建生产装置，导致产能过剩，这样不仅导致市场无序竞争，而且使得原料供应失衡，装置开工率低下，企业经济效益下滑，影响长远发展。（2）产品同质化现象比较严重。目前我国已经建成投产或者即将建设的装置，生产技术大部分脱胎于俄罗斯及中科院长春应用化学研究所，产品品种主要为稀土类产品，稳定生产的产品质量与俄罗斯进口的产品相当，而世界产能占主导地位的钛系产品还没有生产装置，这样未来市场上不仅存在与俄罗斯产品的竞争，更为重要的是国内企业之间的相互竞争将进一步加剧。（3）由于我国聚异戊二烯生产装置大多为新建装置，产品质量还有待进一步提高，尤其是在应用推广方面还处于起步阶段，加上近期天然橡胶供应量比较充足，国际天然橡胶的库存增加，国际上种植量增加，这将在一定时期内影响我国聚异戊二烯橡胶的健康发展。（4）市场价格受天然橡胶价格因素影响较大，天然橡胶价格低时，聚异戊二烯橡胶的市场也会萎缩；反之，又会出现大幅回升，给聚异戊二烯橡胶产业化后的市场前景带来不确定影响。

4.2未来发展建议（1）积极运行好现有装置，提高产量，满足国内需求。此外，由于国内产能过剩，新建装置应该慎重。在产品品种上，除了稀土系装置之外，还应该建立钛系装置，以扩大产品品种，满足多种功能需求。（2）加快技术进步，重点是催化技术的研究和开发，进一步提高顺式1,4－聚异戊二烯的质量分数，使聚异戊二烯橡胶产品在结构上具有高的链归整性（等同序列长且等同周期短）、可控的相对分子质量（窄的相对分子质量分布）和极性化的高分子链（末端改性等）特性，降低黏度，改善橡胶的综合性能。（3）国家有关部门应该统筹兼顾，合理规划，指导发展，以避免企业进行盲目新建或扩建装置，导致资源的浪费和无序竞争。（4）通过改性等技术，开发高端产品，提升我国轮胎等行业技术水平。主要包括：一是针对与天然橡胶的差异，改进聚异戊二烯橡胶生胶、混炼胶的硫化性能；二是通过卤化、氢化和环化等进行化学改性，扩大应用领域。（5）加快产品的应用开发步伐，积极扩大出口。目前，我国聚异戊二烯的生产能力已经出现过剩态势，今后应该加强应用研究开发和产品的推广力度，以扩大内需，同时积极扩大出口，以避免加剧国内市场的竞争。

作者：李玉芳伍小明单位：北京江宁化工技术研究所