聚砜是一種非結(jié)晶性特種工程塑料，同時也是“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中指出重點(diǎn)發(fā)展的特種工程塑料之一，力爭2025年工程塑料及特種工程塑料自給率提升到85%。

一、聚砜材料介紹

聚砜主要由4,4’-二氯二苯酚、聯(lián)苯二酚、雙酚S聚合而出，按照合成單體的不同有普通雙酚A型聚砜（PSU）、聚芳砜（PASF）以及聚醚砜（PES）三種，另有聚亞苯基砜樹脂（PPSU）等其他分支，目前已商品化且較為成熟的聚砜樹脂有三類：雙酚A型聚砜、聚亞苯基砜和聚醚砜。

聚砜其主鏈中含有苯環(huán)，且－SO2－基團(tuán)的硫原子處于最高的氧化狀態(tài)，因而抗氧化性能、機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性較好，醚鍵的存在又提供了一定韌性。此外，聚砜還具有無毒、可自熄、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在航天航空、汽車、餐具、醫(yī)療設(shè)備等多領(lǐng)域均有所應(yīng)用。

二、國內(nèi)外聚砜材料發(fā)展概況

上世紀(jì)60年代，聯(lián)合碳化物公司完成了聚砜的開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，1965年產(chǎn)能達(dá)4500噸/年。從全球市場來看，目前聚砜樹脂的主要產(chǎn)能集中在德國巴斯夫、比利時蘇威、日本住友、印度加爾邁化學(xué)、俄羅斯謝符欽克工廠等。其中蘇威和巴斯夫的產(chǎn)能最高，分別達(dá)到了3.3萬噸和2.5萬噸，占據(jù)了中國聚砜市場八成以上的市場份額。

2019年全球產(chǎn)量達(dá)到6.2萬噸，主要集中在北美。2019年國內(nèi)聚砜市場需求量達(dá)到6473噸，增速在7%左右，預(yù)計(jì)2022年將超過8000噸，產(chǎn)量僅為1600噸，嚴(yán)重依賴進(jìn)口，特別是中高端產(chǎn)品國產(chǎn)化需求旺盛。

相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，聚砜材料在電子電氣、汽車及航空領(lǐng)域、食品以及醫(yī)藥領(lǐng)域的份額總計(jì)超過70%。汽車航空、食品用具行業(yè)穩(wěn)定需求，因聚砜良好的生物相容性在醫(yī)療器械應(yīng)用方面?zhèn)涫軞g迎，醫(yī)療器械的應(yīng)用份額在未來有上漲趨勢。

三、國內(nèi)聚砜技術(shù)領(lǐng)域正在突破，高端產(chǎn)品有望加速進(jìn)口替代

長久以來，聚砜材料由于較高的技術(shù)壁壘，一直被國外企業(yè)所壟斷。國內(nèi)聚砜技術(shù)領(lǐng)域正在突破，高端產(chǎn)品有望加速進(jìn)口替代。國內(nèi)以優(yōu)巨新材為代表的部分企業(yè)經(jīng)過持續(xù)的研究逐步實(shí)現(xiàn)聚砜材料的量產(chǎn)，打破國外壟斷。長春吉大特塑工程研究有限公司，擁有500噸聚醚砜和500噸聚亞苯基砜樹脂生產(chǎn)及改性料的生產(chǎn)能力，還有山東津蘭特種聚合物有限公司、天津硯津科技有限公司。

此外，國內(nèi)上市公司紛紛宣布布局聚砜材料，金發(fā)科技千噸級PPSU/PES中試產(chǎn)業(yè)化裝置已完成設(shè)備安裝；沃特股份已掌握了血液膜用的聚砜樹脂材料合成技術(shù)，在重慶計(jì)劃新建10,000噸聚砜類特種塑料產(chǎn)能，沃特股份近期表示聚砜項(xiàng)目設(shè)備已完成調(diào)試。

國內(nèi)聚砜發(fā)展歷程

• 1966年，國內(nèi)天津材料研究所率先開始對聚砜的開發(fā)工作，緊接著上海市合成樹脂研究所和天山塑料廠共同合作，研究砜類樹脂的應(yīng)用，在1969年建成了100噸/年的生產(chǎn)裝置，并成功運(yùn)轉(zhuǎn)投入生產(chǎn)。

• 1973年，大連聚砜塑料有限公司利用上海市合成樹脂研究所的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，建成了可以工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的裝置，以“舵牌”作為商品名。目前舵牌聚砜年生產(chǎn)能力為200噸。

• 1980年，上海曙光化工廠接替了天山塑料廠的生產(chǎn)和銷售聚砜，生產(chǎn)能力達(dá)到200噸，1982年可達(dá)到220噸。2004年由于政策原因、專業(yè)人員退休以及化工廠搬遷等不利因素，該廠停止生產(chǎn)聚砜。

• 2002年，上海曙鵬特種工程塑料有限公司建成聚砜生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力可達(dá)到200噸，該廠運(yùn)轉(zhuǎn)至2007年。

• 2014年，優(yōu)巨新材一期建成年產(chǎn)1000噸的聚砜系列產(chǎn)品生產(chǎn)線。

• 2016年10月份二期建成年產(chǎn)5000噸的聚砜系列產(chǎn)品生產(chǎn)線。

• 2015年，威海帕斯砜新材料有限公司組裝完成一條年產(chǎn)量300噸聚砜的生產(chǎn)線，該年年底共生產(chǎn)30噸聚砜并全部售完。

• 2017年，威高血液凈化制品有限公司與德國FilaTech等公司正式簽約并啟動了以聚砜膜納米膜孔紡絲技術(shù)與聚砜膜血液透析器自動化組裝技術(shù)為支撐的聚砜膜透析器三期生產(chǎn)線項(xiàng)目。

• 2017年山東浩然特塑開始生產(chǎn)可用于食品級奶瓶領(lǐng)域的PPSU。

• 2019年7月，重慶沃特智成新材料科技有限公司準(zhǔn)備籌備特種工程塑料聚酰胺10000噸/年、特種工程塑料聚砜10000噸/年項(xiàng)目。

• 2020年5月，山東浩然特塑股份有限公司年產(chǎn)3000噸聚砜系列樹脂研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目正式開工建設(shè)。

四、聚砜膜高端應(yīng)用領(lǐng)域，生物醫(yī)藥和燃料電池需求旺盛

聚砜類分離膜由于毒性低、化學(xué)穩(wěn)定性好、與血液相容性好等性能，被應(yīng)用于血漿分離、血液透析、蛋白質(zhì)吸收等。截至2020年6月30日，全國血液凈化領(lǐng)域有效注冊產(chǎn)品共計(jì)384件，其中國產(chǎn)產(chǎn)品274項(xiàng)，進(jìn)口產(chǎn)品110項(xiàng)。作為下游領(lǐng)域，血液凈化發(fā)展非常良好，創(chuàng)新后備力量充足，可以充分拉動聚砜膜的應(yīng)用。

聚砜類膜的機(jī)械性能、溶脹度、吸水率以及離子交換量可以滿足燃料電池的要求。季銨鹽的堿性膜（亞芳基醚砜，QPAES），對燃料電池內(nèi)甲醇交換與利用有正面的積極作用，用QPAES膜可以提高甲醇滲透量，對甲醇選擇性高于商業(yè)膜Nafion117。該膜進(jìn)行改性后，可用作燃料電池的離子交換膜。

此外還有污水處理，聚砜納濾膜對染料廢水的處理性能表現(xiàn)優(yōu)異，可以通過改變蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)時間進(jìn)一步調(diào)節(jié)膜的孔徑與孔隙率。

五、結(jié)語展望

特種工程塑料的生產(chǎn)使用量雖不及通用塑料，但其很多性能遠(yuǎn)勝于通用塑料，有著不可替代性。未來，隨著人類在尖端領(lǐng)域的不斷探索和發(fā)展，特種工程塑料的重要性將日趨增加。作為特種塑料的重要品種之一，聚砜樹脂制成的薄膜、纖維、復(fù)合材料等，已在眾多高端領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，國產(chǎn)化需求加速。