Quan la velocitat del motor dels vehicles d'energia nova supera les 20.000 rpm, les articulacions dels robots industrials han de funcionar contínuament a una temperatura elevada de 150 graus i l'equip d'extracció d'oli ha de resistir la corrosió subterrània a 300 graus, els elastòmers de poliuretà tradicionals són gradualment "impotents" a causa de la insuficient resistència a la calor. El diisocianat (PPDI) com a matèria primera bàsica s'està convertint en un "material clau" en el camp de la fabricació-de gamma alta a causa de la seva resistència a la calor súper (-temperatura d'ús a llarg termini superior o igual a 180 graus), excel·lents propietats dinàmiques i característiques de protecció del medi ambient. Aquest "calor{10}} resistent a la ciència de la revolució i a la nova energia, a la fabricació de materials intel·ligents remodelant la lògica subjacent de la cadena global-de la indústria dels materials de gamma alta.
1. Motor de creixement del mercat: la "triple ressonància" dels avenços tecnològics, la millora industrial i les polítiques de protecció del medi ambient
1. Actualització-de fabricació d'alta gamma: "Demanda rígida" de materials PPDI
La indústria manufacturera global està accelerant la transformació cap a "-de gamma alta, intel·ligent i verda" i proposa requisits estrictes per a la resistència a la calor, la resistència a la corrosió i les propietats dinàmiques dels materials.
Vehicles d'energia nova: l'augment de la velocitat del motor fa que la temperatura del bobinat de l'estator superi els 180 graus. El poliuretà tradicional MDI/TDI és fàcil de suavitzar i deformar, mentre que els materials PPDI poden funcionar de manera estable fins a 220 graus i la vida a la fatiga dinàmica augmenta 3 vegades. S'ha utilitzat a Tesla Model S Plaid, BYD e platform 3.0 i altres models-de gamma alta.
Robots industrials: les peces d'articulació han de suportar vibracions d'alta-freqüència i fricció d'alta-temperatura. Els elastòmers PPDI s'han convertit en el "material d'elecció" per als coixinets reductors d'ABB, Kuka i altres empreses a causa de la seva baixa compressió i deformació permanent (menys o igual al 5%) i alta resistència (superior o igual al 60%).
Petroli i gas: les eines de fons de forat han de resistir altes temperatures de 300 graus i corrosió HSS/CO腐蚀. Els materials PPDI es modifiquen afegint nano-alúmina, que augmenta la resistència a la corrosió en un 50% i allarga la vida útil a més de dues vegades la dels materials tradicionals.
2. Avenços tecnològics: el salt del "laboratori" a la "industrialització"
La comercialització d'elastòmers de poliuretà PPDI s'ha vist limitada per dos problemes principals:
Alt cost de les matèries primeres: el preu dels monòmers PPDI és de 3 a 5 vegades el del MDI, i fa temps que està monopolitzat per gegants internacionals com Basf i Covestro.;
El procés és complicat: la temperatura de reacció (120-150 graus) i la quantitat de catalitzador s'han de controlar amb precisió, en cas contrari, és fàcil produir defectes de gelificació.
En els darrers anys, els avenços tecnològics han impulsat la reducció de costos i la millora del rendiment:
Localització de matèries primeres: China Wanhua Chemical realitzarà una producció a gran-escala de monòmers PPDI el 2023, amb un cost un 40% més baix que les importacions, trencant el monopoli internacional;
Innovació de processos: Bayer, Alemanya, ha desenvolupat la tecnologia de "polimerització a granel contínua", que redueix el temps de reacció de 8 hores a 2 hores i augmenta el rendiment a més del 95%.
Optimització d'additius: Toray del Japó va introduir un agent de reticulació de resina epoxi per augmentar la resistència a la calor del material en 20 graus més sense tractament posterior a la-vulcanització.
3. Política de protecció del medi ambient: actualització de "restricció de plàstic" a "restricció de verí"
Les regulacions mundials de protecció del medi ambient s'han tornat més estrictes, promovent els materials basats en PPDI-per substituir els elastòmers tradicionals que contenen metalls pesants i hidrocarburs aromàtics policíclics (HAP).
Reglament REACH de la UE: a partir del 2025, es prohibirà l'ús d'elastòmers que continguin plom i cadmi en peces d'automòbil. Els materials PPDI s'han convertit en la primera opció per al compliment a causa dels materials no-tòxics i respectuosos amb el medi ambient.;
Objectiu de "doble carboni" de la Xina: es requereix que les emissions de carboni per unitat de valor de sortida dels materials de vehicles d'energia nova es redueixin un 20% el 2025. Els materials PPDI reduiran les emissions de carboni durant tot el cicle de vida gràcies a un pes lleuger (un 60% més baix de densitat que els metalls) i una llarga vida útil (reduir la freqüència de substitució).
Model d'economia circular: algunes empreses (com Lubrizol als Estats Units) han llançat serveis de "reciclatge-reciclatge" per fondre i granular els elastòmers tipus PPDI-residus, amb una taxa d'utilització dels recursos de més del 90%