Duża wartość fluoropolimerów

• Strona główna
• Artykuły
• Duża wartość fluoropolimerów

2018-02-08  / Autor: Dominik Wójcicki

PTFE – najważniejsze tworzywo fluoropolimerowe

Jeszcze w 2016 r. rynek tworzyw fluoropolimerowych wart był w skali globalnej ok. 5,4 mld euro, podczas gdy w 2022 r. ma to być już 9,03 mld euro. Średnioroczny wzrost sięgający blisko 7,7% jest najlepszym potwierdzeniem tego, że popyt na tę kategorię tworzyw sztucznych jest zjawiskiem trwałym.

Dwa najpopularniejsze typy tworzyw fluoropolimerowych to politetrafluoroetylen (PTFE) oraz poliwinylidenofluor (PVDF). Paletę fluoropolimerów uzupełnia także m.in. polimer perfluoroalkoksylowy (PFA), fluorowany etylen-propylen (FEP), kopolimer etylenu- tetrafluoroetylenu (ETFE), polichlorotrifluoroetylen (PCTFE).

Aktualnie na PTFE przypada aż 58% (wedle wolumenu) całkowitego wykorzystania wszystkich tworzyw fluoropolimerowych. Największym ich użytkownikiem w ujęciu geograficznym, z udziałem na poziomie 44%, są Chiny.

Jest PTFE tworzywem znanym już od ponad 70 lat, więc nie dziwi fakt, że doczekał się szeregu aplikacji. Obecny zaś postęp w branży polega głównie na szukaniu coraz to nowszych i bardziej innowacyjnych form przetwórstwa PTFE. Materiał został wprowadzone na rynek przez koncern DuPont pod nazwą handlową Teflon. Często zatem o PTFE mówi się po prostu jako o teflonie, np. w kontekście słynnych powłok obecnych na patelniach.

Unikalne właściwości PTFE powodują, że znalazł on zastosowanie jako materiał antykorozyjny, antyadhezyjny, antyfrykcyjny oraz jako dielektryk i to nawet w najtrudniejszych warunkach pracy. Sięga po niego przemysł chemiczny, budowlany, elektrotechniczny, maszynowy, włókienniczy, papierniczy, lotniczy, samochodowy, spożywczy. Stosowany jest w budowie aparatury specjalistycznej, przy budowie maszyn i pomp, w instalacjach wodnych, instalacjach chemicznych, w technice cieplnej. PTFE może być stosowany również w urządzeniach i przyrządach medycznych z uwagi na jego całkowitą obojętność biologiczną i możliwość sterylizacji w podwyższonej temperaturze.

Światowy rynek dla politetrafluoroetylenu szacowany jest na ok. 165 tys. ton w odniesieniu do rocznej produkcji. Jednocześnie przewiduje się, że do 2022 r. wielkość ta podskoczy do 247 tys. ton. Ponad połowa produkcji PTFE (87 tys. ton w 2016 r.) przypada na Chiny. W całym regionie Azji i Pacyfiku tempo wzrostu branży PTFE, co do jego zużycia, jest zdecydowanie najszybsze i w okresie 2016-2022 wynieść ma 7,3%, podczas gdy dla całego świata ma to być 5,6% w skali roku. W samych tylko Chinach konsumpcja ma rosnąć o 5,7% rocznie w ciągu kolejnych pięciu lat.

Europa Zachodnia odpowiada aktualnie za 18% łącznego przetwórstwa PTFE i w najbliższych latach tempo wzrostu prognozowane jest tutaj na 2%. Dla wszystkich tworzyw fluoropolimerowych ma to być natomiast 3%. Stany Zjednoczone mogą się z kolei pochwalić udziałem w światowym zużyciu PTFE na poziomie 15,5% i przyrostem sektora o ok. 2% w skali rocznej. Co ciekawe, udział gospodarki amerykańskiej, jeśli chodzi o konsumpcję PTFE, jest znacznie niższy niż w przypadku wykorzystania pozostałych tworzyw fluropolimerowych, dla których jest to udział na poziomie 30%.

Polska na tym tle wygląda przeciętnie. Jesteśmy niewielkim pod względem wykorzystywanego tonażu przetwórcą PTFE. Rocznie sięga się u nas po ok. 1,5% całego przetwarzanego w skali globu tworzywa.

Znaczącym, jak na warunki krajowe, przetwórcą jest firma Inbras, która posiada w Tarnowie swój zakład. Właśnie z Tarnowem w największym stopniu związana jest historia polskiego segmentu PTFE. W latach 70. Ubiegłego wieku w tamtejszych Zakładach Azotowych produkowany był surowiec o nazwie handlowej Tarflen. Była to rodzima odmiana Teflonu. Na początku 2009 r. ZAT przekazały technologię przetwórstwa Tarflenu do Jednostki Ratownictwa Chemicznego w Tarnowie, czyli swojej spółki zależnej. Od czerwca 2013 r. Wydział Przetwórstwa Tarflenu jest już własnością firmy Inbras, która dokonała jego rynkowego przejęcia.

Największe w skali świata firmy zajmujące się produkcją politetrafluoroetylenu w formie podstawowej to AGC Chemicals Europe, Arkema, DuPont, Dyneon, Solvay, 3M, Daikin. Branża w kontekście najbardziej liczących się wytwórców jest silnie skoncentrowana, a wymienione firmy gromadzą w swoich rękach ok. dwie trzecie istniejących mocy wytwórczych. W celu uzyskania silniejszej pozycji większość z nich od wielu już lat skupia się na dalszej rozbudowie istniejących jednostek produkcyjnych, odkrywaniu nowych regionów do prowadzenia działalności i rozwijaniu coraz bardziej zaawansowanych produktów (np. mikronizowany PTFE) lub zastosowań. Przykładem może być choćby rozwój takich aplikacji, jak kable i przewody w izolacji teflonowej, smary teflonowe lub filtry membranowe. Powszechnym aspektem strategii dominujących firm jest budowanie przede wszystkim silnej pozycji na rynkach lokalnych. PVDF sprzedawany jest bowiem najczęściej klientom umiejscowionym w pobliżu zakładów produkcyjnych.

PVDF – rozwój poza Europą

Drugim najbardziej powszechnym typem fluoropolimerów jest polifluorek winylidenu (PVDF). Części produkowane z PVDF w technologiach formowania wtryskowego lub wytłaczania przeznaczone są zazwyczaj do długotrwałego kontaktu z agresywnymi chemikaliami. PVDF wykazuje bowiem wysoką odporność chemiczną wobec halogenów (chlor, brom, fluor, jod) i silnych kwasów, w tym również w wysokich temperaturach. Polifluorek winylidenu posiada szerokie zastosowanie w wielu branżach, jak: chemiczna, tekstylna, papiernicza, spożywcza, farmaceutyczna, lotnicza, ochrony środowiska, elektronika oraz techniki wysokiej czystości. Przykładem na jego zastosowanie mogą być m.in. izolatory, obudowy urządzeń, korpusy i gniazda zaworów, wyposażenie laboratoryjne, uszczelki, łożyska, płyty filtrujące, zbiorniki i wanny technologiczne, obudowy i wirniki pomp. PVDF znajduje również wzięcie w procesie produkcji mikroprocesorów i kolektorów słonecznych, przy przeróbce ścieków, a także wykonuje się z niego filtry gazowe oraz filtry do wody demineralizowanej.

Obserwuje się w ostatnich latach znaczny wzrost rynku PVDF: zarówno samej produkcji tworzywa, jak i wykonanych z niego wyrobów końcowych. Czynnikiem za to odpowiadającym jest m.in. rosnący popyt na akumulatory litowo-jonowe oraz powłoki i folie fotowoltaiczne. Już dekadę temu podstawowym odbiorcą PVDF stała się Ameryka Północna (głównie oczywiście Stany Zjednoczone), wyprzedzając w tej klasyfikacji region Azji i Pacyfiku. Niemniej spodziewać się należy, iż większość przyszłego popytu na PVDF pochodzić będzie właśnie z Azji i takich segmentów przemysłowych, jak ropa naftowa i gaz oraz powłoki dla budownictwa.

Przyszłość rynku najlepiej obrazują zresztą decyzje francuskiego koncernu Arkema, który jest niekwestionowanym liderem w dziedzinie produkcji PVDF (produkuje go pod nazwą handlową Kynar). Firma na początku 2017 r. uruchomiła zakład wytwórczy w Chinach, zwiększając tym samym aż o 25% swoje moce wytwórcze w tym kraju. We wrześniu minionego roku poinformowała natomiast, że o 20% podniesie od 2018 r. skalę własnej produkcji w USA. Chociaż w Europie także posiada instalacje, to na razie nie słychać o jakichkolwiek jej projektach na naszym kontynencie.

W ocenie przedstawicieli największych globalnych wytwórców PVDF tym, co może być dużym wyzwaniem dla tej gałęzi rynku tworzyw sztucznych będzie możliwość rozwijania substytutów dla PVDF. To zaś może w perspektywie kilku lat spowolnić popyt na ten polimer. Z drugiej jednak strony badania i rozwój są także podejmowane przez producentów PVDF – oprócz Arkemy są to m.in. następujące przedsiębiorstwa: Daikin, Dyneon, Solvay, Kureha Corporation oraz pochodzące z Chin: Shanghai Ofluorine Chemical Technology, Shanghai 3F New Materials Company, Zhejiang Fotech International, Zhuzhou Hongda Polymer Materials. Wszyscy oni także pracują nad nowościami, które mogłyby okazać się tańszymi i bardziej funkcjonalnymi zamiennikami niż inne tworzywa sztuczne lub metale.

CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 6/2017 DWUMIESIĘCZNIKA "CHEMIA I BIZNES". ZAPRASZAMY.

tworzywa sztuczneArkemaPVDFPTFE