Technische Kunststoffe sind hauptsächlich Thermoplaste, die als Konstruktionswerkstoffe eingesetzt werden können. Sie zeichnen sich durch hervorragende Eigenschaften aus, darunter hohe Steifigkeit, geringes Kriechen, hohe mechanische Festigkeit, gute Wärmebeständigkeit und gute elektrische Isolation. Sie sind auch unter anspruchsvollen chemischen und physikalischen Bedingungen langfristig einsetzbar und können Metalle als Konstruktionswerkstoffe ersetzen. Man unterscheidet zwischen allgemeinen und speziellen technischen Kunststoffen. Zu den allgemeinen technischen Kunststoffen zählen Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polyoxymethylen (POM), Polyphenylenether (PPO), Polyester (PBT) und PET. Spezielle technische Kunststoffe sind in der Regel solche mit einer Wärmebeständigkeit über 150 °C. Zu den wichtigsten gehören Polyphenylensulfid (PPS), Flüssigkristall-Hochmolekularpolymere (LCP), Polysulfon (PSF), Polyimid (PI), Polyaryletherketon (PEEK), Polyarylat (PAR) usw.
Es gibt keine klare Trennlinie zwischen technischen Kunststoffen und Standardkunststoffen. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) beispielsweise liegt zwischen diesen beiden Kategorien. Seine hochentwickelten Qualitäten eignen sich als Konstruktionswerkstoffe. Diese Qualitäten zählen zu den Standardkunststoffen (international wird ABS im Allgemeinen als Standardkunststoff klassifiziert). Polypropylen (PP) ist ein weiteres Beispiel: PP ist ein typischer Standardkunststoff. Durch Glasfaserverstärkung und weitere Beimischungen konnten seine mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit jedoch deutlich verbessert werden, sodass es in vielen technischen Bereichen als Konstruktionswerkstoff eingesetzt werden kann. Polyethylen ist ebenfalls ein typischer Standardkunststoff. Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE) mit einem Molekulargewicht von über einer Million Da findet aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften und hohen Wärmeformbeständigkeit breite Anwendung als technischer Kunststoff im Maschinenbau, im Transportwesen, in der chemischen Industrie usw.
Um die Festigkeit, Zähigkeit, Flammwidrigkeit und andere Eigenschaften von Kunststoffen zu verbessern, ist es üblicherweise erforderlich, bestimmte Eigenschaften des Kunstharzsubstrats durch Mischverfahren wie Verstärkung, Füllstoffzugabe und Zugabe anderer Harze auf Kunstharzbasis zu optimieren. Elektrische Eigenschaften, Magnetismus, Lichtbeständigkeit, Wärmebeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, Flammwidrigkeit, mechanische Eigenschaften und weitere Aspekte müssen den Anforderungen für den Einsatz unter besonderen Bedingungen gerecht werden. Als Mischadditive können Flammschutzmittel, Zähigkeitsverbesserer, Stabilisatoren usw. oder auch andere Kunststoffe oder Verstärkungsfasern verwendet werden; als Substrat können fünf Standardkunststoffe, fünf technische Standardkunststoffe oder spezielle technische Kunststoffe dienen.
Es gibt viele verschiedene Kunststoffarten, die weit verbreitet sind. Rund 90 % der gängigen Harzrohstoffe sind Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS) und ABS-Harz. Allerdings hat jeder Kunststoff seine Grenzen.
In den letzten Jahrzehnten wurde intensiv an der Entwicklung neuer Polymerwerkstoffe geforscht. Von den Tausenden neu entwickelten Polymerwerkstoffen finden jedoch nur wenige breite Anwendung. Daher ist es unwahrscheinlich, dass wir durch die Entwicklung neuer Polymerwerkstoffe deren Eigenschaften verbessern können. Die Verarbeitung von Kunststoffen durch Füll-, Misch- und Verstärkungsverfahren zur Steigerung ihrer Flammwidrigkeit, Festigkeit und Schlagfestigkeit hat sich jedoch als gängige Praxis erwiesen.
Herkömmliche Kunststoffe weisen Nachteile wie Entflammbarkeit, Alterung, geringe mechanische Eigenschaften und niedrige Betriebstemperaturen im industriellen Einsatz und im Alltag auf. Durch Modifizierung lassen sich die Leistung, die Funktionalität und die Kosten herkömmlicher Kunststoffe verbessern. Grundlage der Modifizierung ist das Basisharz, dem Additive oder andere Harze als Hilfsstoffe zugesetzt werden, um dessen Eigenschaften in einem oder mehreren Aspekten wie Mechanik, Rheologie, Brennbarkeit, elektrischen Eigenschaften, Wärmeleitfähigkeit, Lichtleitfähigkeit und Magnetismus zu verbessern. Weitere technische Verfahren wie Zähigkeitssteigerung, Verstärkung, Mischung, Legierung und andere Verfahren führen zu Materialien mit einheitlichem Erscheinungsbild.
Fünf Allzweckkunststoffe als Basismaterialien: Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid
Fünf allgemeine technische Kunststoffe: Polycarbonat (PC), Polyamid (PA, auch bekannt als Nylon), Polyester (PET/PBT), Polyphenylenether (PPO), Polyoxymethylen (POM)
Spezielle technische Kunststoffe: Polyphenylensulfid (PPS), Flüssigkristallpolymer (LCP), Polysulfon (PSF), Polyimid (PI), Polyaryletherketon (PEEK), Polyarylat (PAR) usw.
Im Hinblick auf nachgelagerte Anwendungen werden modifizierte Kunststoffe hauptsächlich in Branchen wie Haushaltsgeräte, Automobile und elektronische Geräte eingesetzt.
Seit Beginn des 21. Jahrhunderts hat sich mit der Entwicklung der gesamtwirtschaftlichen Lage meines Landes der Markt für modifizierte Kunststoffe weiter ausgedehnt. Der Verbrauch modifizierter Kunststoffe in meinem Land stieg kontinuierlich von 720.000 Tonnen Anfang 2000 auf 7,89 Millionen Tonnen im Jahr 2013. Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate beträgt beachtliche 18,6 %. Die Haushaltsgeräte- und Automobilindustrie tragen einen relativ großen Anteil zu den nachgelagerten Anwendungen bei.
Im August 2009 startete das Land die Programme „Haushaltsgeräte für den ländlichen Raum“ und „Altgeräte austauschen“ in den Städten. Der Markt für Haushaltsgeräte wie Klimaanlagen und Kühlschränke erholte sich rasch und trieb die Nachfrage nach modifizierten Kunststoffen für Haushaltsgeräte in die Höhe. Nach diesem rasanten Anstieg der Nachfrage nach Haushaltsgeräten für den ländlichen Raum verlangsamte sich das Wachstum der Haushaltsgeräteindustrie und damit auch die Nachfrage nach modifizierten Kunststoffen. Das Wachstum im Automobilsektor ist heute der Hauptgrund für den gestiegenen Verbrauch modifizierter Kunststoffe.
China hat sich mittlerweile zu einem bedeutenden Produzenten und Konsumenten von Haushaltsgeräten entwickelt und ist das globale Produktionszentrum für diese Geräte. Der Großteil der in Haushaltsgeräten verwendeten Kunststoffe besteht aus Thermoplasten (ca. 90 %). Fast alle in Haushaltsgeräten verwendeten Kunststoffe müssen modifiziert werden. Derzeit setzt sich der Kunststoffanteil bei den wichtigsten Haushaltsgeräten in China wie folgt zusammen: 60 % bei Staubsaugern, 38 % bei Kühlschränken, 34 % bei Waschmaschinen, 23 % bei Fernsehern und 10 % bei Klimaanlagen.
Die Einführung von Haushaltsgeräten im ländlichen Raum begann im Dezember 2007. Die erste Pilotphase in Provinzen und Städten endete Ende November 2011, weitere Provinzen und Städte folgten in den darauffolgenden ein bis zwei Jahren. Betrachtet man die Produktionswachstumsrate von Klimaanlagen, Farbfernsehern, Waschmaschinen und Kühlschränken, so war diese während der Einführungsphase sehr hoch. Für die Zukunft wird ein Wachstum der Haushaltsgeräteindustrie von 4–8 % erwartet. Die stetige Entwicklung des Haushaltsgerätesektors sichert eine stabile Marktnachfrage nach Kunststoffverarbeitung.
Neben der Haushaltsgeräteindustrie ist die Automobilindustrie ein wichtiger Anwendungsbereich für modifizierte Kunststoffe. Diese werden in der Automobilindustrie seit fast 60 Jahren eingesetzt. Im Automobilbau ermöglichen sie Gewichtsreduzierung, Umweltfreundlichkeit, Sicherheit, Ästhetik und Komfort. Sie sind zudem energiesparend und langlebig. 1 kg Kunststoff kann 2–3 kg Stahl und andere Materialien ersetzen, wodurch das Gewicht der Karosserie deutlich reduziert wird. Studien belegen, dass eine Gewichtsreduzierung von 10 % den Kraftstoffverbrauch um 6–8 % senkt und den Energieverbrauch sowie die Abgasemissionen erheblich reduziert. Angesichts der immer strengeren Normen für Energieverbrauch und Abgasemissionen hat sich der Einsatz modifizierter Kunststoffe im Automobilbau in den folgenden Jahrzehnten mit dem technologischen Fortschritt schrittweise von Innenraummaterialien auf Außenteile und Motorkomponenten ausgeweitet. In Industrieländern hat sich der Einsatz modifizierter Kunststoffe im Automobilbau von anfänglicher Skepsis zu einem Anteil von 105 kg pro Fahrzeug im Jahr 2000 und über 150 kg im Jahr 2010 entwickelt.
Der Verbrauch modifizierter Kunststoffe für Automobile in meinem Land ist rasant gestiegen. Derzeit liegt der durchschnittliche Verbrauch pro Fahrzeug bei 110–120 kg, was deutlich unter den 150–160 kg pro Fahrzeug in entwickelten Ländern liegt. Mit dem steigenden Umweltbewusstsein der Verbraucher und den strengeren Abgasnormen gewinnt der Trend zu Leichtbaufahrzeugen immer mehr an Bedeutung, und der Einsatz modifizierter Kunststoffe wird weiter zunehmen. Zudem erlebte der Automobilmarkt in meinem Land in den letzten zehn Jahren ein rasantes Wachstum und avancierte 2009 zum weltweit größten Automobilmarkt. Obwohl sich das Wachstum in den Folgejahren allmählich verlangsamt hat, wird für die Zukunft ein stetiges Wachstum erwartet. Mit dem steigenden Verbrauch modifizierter Kunststoffe für Fahrzeuge und dem Wachstum der Automobilverkäufe wird auch deren Verbrauch in meinem Land weiterhin rasant steigen. Geht man davon aus, dass jedes Auto 150 kg Kunststoff benötigt, und berücksichtigt man, dass die jährliche Produktion chinesischer Autos 20 Millionen übersteigt, ergibt sich ein Marktvolumen von 3 Millionen Tonnen.
Da Automobile langlebige Konsumgüter sind, besteht im Laufe ihres Lebenszyklus ein gewisser Ersatzbedarf für bestehende Fahrzeuge. Schätzungen zufolge wird der Kunststoffverbrauch im Wartungsmarkt etwa 10 % des Kunststoffverbrauchs bei Neuwagen ausmachen, wobei das tatsächliche Marktpotenzial größer ist.
Der Markt für modifizierte Kunststoffe ist von zahlreichen Akteuren geprägt, die sich im Wesentlichen in zwei Lager unterteilen lassen: multinationale Chemiekonzerne und lokale Unternehmen. Internationale Hersteller verfügen über führende Technologien und exzellente Produkteigenschaften. Allerdings ist ihre Produktvielfalt begrenzt und ihre Reaktionsgeschwindigkeit auf Marktveränderungen gering. Daher ist ihr Marktanteil im chinesischen Automobilsektor eher niedrig. Lokale Unternehmen im Bereich modifizierter Kunststoffe sind heterogen und überwiegend kleine und mittlere Unternehmen mit einer Produktionskapazität von unter 3.000 Tonnen. Die Automobilindustrie stellt hohe Anforderungen an die Produktqualitätsstabilität. Für kleine und mittlere Unternehmen ist es schwierig, diese Stabilität zu gewährleisten, weshalb sie kaum die Zertifizierung durch Automobilhersteller erhalten. Große Unternehmen, die die Zertifizierung erfolgreich durchlaufen haben und in die Lieferkette der Automobilhersteller eingebunden sind, entwickeln sich in der Regel zu langfristigen Partnern und gewinnen dadurch zunehmend an Verhandlungsmacht.
Veröffentlichungsdatum: 30. November 2020