Когато скоростта на мотора на нови енергийни превозни средства надвишава 20 000 об./мин., ставите на индустриалните роботи трябва да работят непрекъснато при висока температура от 150 градуса, а оборудването за извличане на масло трябва да устои на подземна корозия при 300 градуса, традиционните полиуретанови еластомери постепенно стават „безсилни“ поради недостатъчна устойчивост на топлина. Нов тип полиуретанов еластомер с p-фенилендиамин диизоцианат (PPDI) като основна суровина се превръща в „ключов материал“ в областта на високо-производството поради своята супер топлоустойчивост (дългосрочна-температура на употреба По-голяма или равна на 180 градуса), отлични динамични свойства и характеристики за опазване на околната среда. Тази „топло{10}}устойчива революция“, движена от нова енергия, интелигентното производство и науката за материалите прекрояват основната логика на глобалната верига на промишлеността-за материали от висок клас.
1. Двигател на растежа на пазара: „тройният резонанс“ на технологични пробиви, промишлена модернизация и политики за опазване на околната среда
1. Висок{1}}обновяване на производството: „Твърдо търсене“ за PPDI материали
Глобалната производствена индустрия ускорява трансформацията към „висок-клас, интелигентни и екологични“ и поставя строги изисквания за устойчивост на топлина, устойчивост на корозия и динамични свойства на материалите.:
Нови енергийни превозни средства: Увеличаването на скоростта на двигателя кара температурата на намотката на статора да надвишава 180 градуса. Традиционният MDI/TDI полиуретан е лесен за омекотяване и деформиране, докато PPDI материалите могат да работят стабилно до 220 градуса, а динамичният живот на умора се увеличава 3 пъти. Използван е в Tesla Model S Plaid, BYD e platform 3.0 и други модели от висок-клас.
Промишлени роботи: частите на ставите трябва да издържат на високо-честотни вибрации и високо-температурно триене. PPDI еластомерите се превърнаха в "предпочитан материал" за редукторни лагери на ABB, Kuka и други компании поради тяхната ниска компресия и постоянна деформация (По-малко или равно на 5%) и висока еластичност (По-голямо или равно на 60%).
Нефт и газ: Сондажните инструменти трябва да издържат на висока температура от 300 градуса и HSS/CO腐蚀 корозия. PPDI материалите са модифицирани чрез добавяне на нано-алуминиев оксид, което увеличава устойчивостта на корозия с 50% и удължава живота до повече от 2 пъти в сравнение с традиционните материали.
2. Технологични пробиви: скок от "лаборатория" към "индустриализация"
Комерсиализацията на PPDI полиуретанови еластомери е ограничена от два основни проблема:
Висока цена на суровините: цената на PPDI мономерите е 3-5 пъти по-висока от MDI и отдавна е монополизирана от международни гиганти като Basf и Covestro.;
Процесът е сложен: температурата на реакцията (120-150 градуса) и количеството на катализатора трябва да бъдат точно контролирани, в противен случай е лесно да се получат дефекти в желирането.
През последните години технологичните пробиви доведоха до намаляване на разходите и подобряване на добива:
Локализация на суровини: China Wanhua Chemical ще реализира-мащабно производство на PPDI мономери през 2023 г. с 40% по-ниска цена от вноса, нарушавайки международния монопол;
Иновация в процеса: Bayer, Германия, разработи технология за "непрекъсната насипна полимеризация", която скъсява времето за реакция от 8 часа на 2 часа и увеличава добива до повече от 95%.;
Оптимизиране на добавките: Toray от Япония въведе омрежващ агент на епоксидна смола, за да увеличи устойчивостта на топлина на материала с още 20 градуса без обработка след-вулканизация.
3. Политика за опазване на околната среда: надграждане от „ограничение за пластмаса“ до „ограничение за отрова“
Глобалните разпоредби за опазване на околната среда станаха по-строги, насърчавайки материали, базирани на PPDI-, за да заменят традиционните еластомери, съдържащи тежки метали и полициклични ароматни въглеводороди (PAH).:
Регламент REACH на ЕС: От 2025 г. еластомерите, съдържащи олово и кадмий, ще бъдат забранени за използване в автомобилни части. PPDI материалите се превърнаха в първия избор за съответствие поради не-токсични и екологично чисти материали.;
Целта на Китай за "двоен въглерод": изисква се въглеродните емисии на единица изходна стойност на новите материали за енергийни превозни средства да бъдат намалени с 20% до 2025 г. PPDI материалите ще намалят въглеродните емисии през целия жизнен цикъл чрез леки (60% по-ниска плътност от металите) и дълъг живот (намаляват честотата на подмяна);
Модел на кръгова икономика: Някои компании (като Lubrizol в Съединените щати) стартираха услуги за „рециклиране-рециклиране“ за разтопяване и гранулиране на отпадъчни еластомери тип PPDI-, със степен на използване на ресурсите над 90%