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020-5005208含有 Si-C 键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的一大门类化合物,包括各类小分子化合物和高分子聚合物。有机硅产品的基本结构单元是由硅-氧链节构成的,侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。
因此,在有机硅产品的结构中既含有“有机基团”,又含有“无机结构”,这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。
有机硅行业终端产品主要包括硅树脂、硅油、硅橡胶和功能性硅烷这四大门类。其中,功能性硅烷是硅原子上联结有能与有机物反应的有机官能基和水解后能与无机物反应的水解性基团的有机硅化合物,其分子通式为 Y(CH2)nSiX3(n=0~3),其中X 为氯基、甲氧基、乙氧基等水解基团,Y 为烷基、巯基、氨基及环氧基等有机官能团。
由于同时含亲有机和亲无机两类官能团,因此功能性硅烷可以作为无机材料和有机材料的界面桥梁或者直接参与有机聚合材料的交联反应,其作用原理是水解基团先水解生成硅醇,硅醇再与纳米粒子发生相互作用,从而改善纳米粒子的性能,是一类非常重要、用途非常广泛的助剂。
功能性硅烷有不同的分类方法,按照有机官能团的不同,功能性硅烷可分为硫基、巯基类、氨基类、乙烯基类、环氧类、丙烯酸酯类等,其中硫基类功能性硅烷是国内生产和消费较大的品种,主要用于轮胎和橡胶工业中,其次是氨基和乙烯基硅烷。
按照应用领域的不同,功能性硅烷可分为偶联剂、交联剂、增粘剂、耐磨剂、憎水剂、去湿剂、保护剂、稳定剂、催化剂以及合成单体等。
有机硅上游为化工原料制造业,主要包括硅块、氯丙烯、无水乙醇等常见的化工原料;其下游应用领域跨度非常广,包括橡胶轮胎、塑料树脂、复合材料、粉体材料、粘接剂和密封胶、涂料油墨、建筑、纺织、汽车、皮革、造纸、医药医疗等行业。
近十余年,我国的有机硅产品需求较为旺盛,需求量保持了快速增长。根据百川盈孚统计,2021 年中国有机硅中间体表观消费量 117.87 万吨,2017-2021年期间的年均复合增长率为 7.21%。随着中国经济转型的逐步推进,居民收入水平的快速提升,以及“一带一路”等国家战略的稳健实施,预计我国有机硅消费量仍将保持中高速增长。
近十余年,受政策影响,全球有机硅产能向中国国内转移趋势明显。由于海外有机硅生产企业成本压力较大、缺乏产业配套以及受到较为严格的环保监管等因素,全球有机硅产能不断向中国转移。
2012-2021 中国有机硅单体产能持续增长,近十年复合增长率为 6.30%,近五年复合增长率为 8.00%。2021 年中国有机硅单体产能达到 381.00 万吨/年,同比增长率 15.28%,约占全球有机硅单体产能的 61.60%,位居全球第一位。而美国有机硅单体生产企业仅陶氏化学和迈图两家,合计有机硅产能仅占全球约 7.00%。
综合来看,由于中国的资源优势及巨大的市场需求,世界主要有机硅企业加快了在中国的投资,全球有机硅生产中心向中国转移,并形成上下游一体化格局,中国有机硅产业的竞争力进一步增强。
同时,随着中国有机硅产能不断扩大,有机硅市场竞争日趋充分,外国公司基本放弃了新建大规模有机硅单体生产装置,转而重点开发技术含量高、附加值高的有机硅深加工产品。与国际厂商相比,我国有机硅终端应用型产品在一些领域仍然具有技术与性能的差距,高端产品仍依赖进口,存在大而不强的现象。
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