㈠ 5G、汽車、柔性電子、高性能薄膜等發展離不開它
隨著2019年6月6日工業和信息化部正式發放5G商用牌照,人們迎來了5G時代。工業和信息化部數據顯示,2019年中國建成了13萬個5G基站,預計到2020年底,5G基站將超過60萬個,覆蓋全國所有地級以上城市。基站建設的增量拉動著天線罩需求的增長,利好天線罩材料企業。天線罩是保護天線系統免受外部環境影響,是5G天線基站主要防護結構,機械穩定性好又具有良好的光學透明性的聚碳酸酯材料是天線保護罩的首選材料。
據魯西集團聚碳酸酯事業部的質檢負責人介紹,聚碳酸酯事業部的很多客戶都是做加工改性的,其中有不少做天線罩的廠家。除了做天線罩,5G的背後還有很多地方都能看到聚碳酸酯材料的身影。5G商用後,大家每天用的手機後殼也將淘汰傳統的會屏蔽信號的金屬後殼,染色性好易加工且電磁波穿透性強的聚碳酸酯復合材料是非常好的可替代產品,有很大的市場潛力。魯西集團聚碳酸酯事業部目前生產的各種不同的產品牌號,其中就包含各種熔指的改性專用料,可以滿足不同客戶的使用需求。
聚碳酸酯(PC)是一種綜合性能非常優異的熱塑性工程塑料,具有良好的力學性能、光學性能、熱性能和阻燃性能,屬於耐用性工程材料,被廣泛應用於 汽車 零部件製造、消費電子、電子工程、家用電器、LED 照明、建築板材、耐用消費品、光學透鏡、光碟基料以及專用防護和醫療器械等諸多領域。
多年來,PC 一直是國家重點鼓勵發展的新型高分子工程塑料,也是行業內用量較大的工程塑料品種。同時,由於質量可靠、可重復利用、易於回收,因此也完全滿足國家和行業所倡導的循環經濟的要求,是一種具有優異可持續性的工程塑料。
聚碳酸酯在5G天線罩上的應用簡介
天線罩是保護天線系統免受外部環境影響,在電氣性能方面具備良好的電磁波穿透特性,在機械性能方面具備良好的外部惡劣環境承受能力,是5G基站天線的主要防護結構物。
目前能用於天線罩的材料很多,比如有PP(聚丙烯)、PC(聚碳酸酯)、PDBCD(聚雙環戊二烯)、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、ASA(丙烯酸酯類橡膠體與丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物)等等。
5G屬於中高頻段,具有頻率高、波長短,損耗快,傳輸距離短且穿透力差等特點,因此要達到現有4G網路的覆蓋水平,5G基站建設需要更密集,據預測,5G基站總數將是4G基站的2至3倍。而除了數量上的提高,5G對於材料性能的要求也更高,5G通訊對天線罩材料在介電性能、輕量化等方面就提出了更高的要求。
天線罩產品要求:
1) 低介質常數,低損耗因子;
2) 盡可能小和輕;
3) 在風速36m/s時正常工作,在55m/s時不破壞;
4) 在-40~60攝氏度,相對濕度0~100%范圍內正常工作;
5)防潮、防鹽霧、防黴菌、抗熱氧老化、抗低溫沖擊。
PC材料通過改性,可以有低介電,低損耗、較好阻燃性、較好耐候性、抗沖擊性能高、製品尺寸穩定性等性能,符合5G塑料天線罩的材料要求,可以應用於5G基站天線罩。
目前制備PC塑料天線罩一般採用擠出成型工藝。擠出成型又叫擠塑、擠壓、擠出模塑,是藉助螺桿和柱塞的擠壓作用,使塑化均勻的塑料強行通過模口而成為具有恆定截面的連續製品,具有連續化,效率高、質量穩定,適用於大批量生產等特點,且適用於絕大部分熱塑性材料及部分熱固性材料的加工。
PC天線罩材料企業
除了開篇我們提到的魯西化工,還有哪些企業生產5G天線罩用材料呢?
科思創
科思創的改性聚碳酸酯可以在保持良好信號通過性的同時,無懼嚴寒、酷暑、紫外線、風霜雨雪,並擁有足夠的剛性、尺寸穩定性、阻燃性和出色的設計靈活性,可用於5G天線罩。
SABIC
SABIC®LEXAN™FR PC具有高阻燃性,高流動性,高抗沖擊性,易配色等優點,可用於小型室內基站外殼。
萬華化學
萬華化學聚碳酸酯事業部成立於2019年2月,從事聚碳酸酯樹脂研發、生產和銷售服務,是萬華化學功能材料解決方案板塊重要組成部分。據了解萬華有PP、PC材料布局,主要應用於手機後蓋、5G天線罩等。
聚賽龍
在5G通訊用材料方面,聚賽龍開發了系列低介電常數、低介電損耗、高介電強度的材料,主要包括玻纖增強改性PPS、玻纖增強改性SPS、增韌增強改性PC、增強改性PA、增強阻燃改性PP等,用作5G基站、智能終端等產品的殼體、防滑材料。
偉的新材料
偉的新材料改性PC可以在保持良好信號通過性的同時,無懼嚴寒、酷暑、紫外線、風霜雨雪,並擁有足夠的剛性、尺寸穩定性、阻燃性和出色的設計靈活性,低介電損耗、低介電常數,可用於5G天線罩。
偉的F03系列型號的阻燃PC材料具有低介電常數以及露天低溫環境下良好的沖擊性能,可用於基站外殼。
科思創聚碳酸酯材料設計5G新產品
據中國合成樹脂供銷協會會長、聚碳酸酯分會理事長鄭塏回憶,20世紀80年代,我國沒有聚碳酸酯生產裝置,曾從日本帝人進口5萬噸,是當時國內進口聚碳酸酯的最大一單。經歷了30多年的飛速發展,目前我國已成為全球最大的聚碳酸酯生產國,2018年國內總產能120.5萬噸。「未來行業該如何發展?中國 社會 已從工業 社會 逐漸走向生態 社會 ,不再需要和時間賽跑,如何體現行業的高質量發展?並不是越快越好,而是越 健康 越好。覆巢之下安有完卵,惡性競爭要不得!」鄭塏呼籲。
中國合成樹脂供銷協會聚碳酸酯分會副秘書長、萬華化學新材料事業部上海中心主任張雷指出,由於聚碳酸酯行業具有生產集中度高、生產技術壁壘高、對原料供應依賴性高、應用領域廣闊等特點,多年來國內市場供需矛盾突出,對外依存度很高。隨著技術的突破以及國內企業實力的增強,近幾年,聚碳酸酯行業迎來了新的發展機遇,國內新產能不斷增加。雖然目前國內聚碳酸酯產能的自給率還只有約50%,但行業正處於產能的集中釋放期,未來幾年產能年均增速將達到30%,預計3~4年內將迅速發展為供過於求的狀況。
更值得警惕的是,同期全國各地還有超過市場需求數倍的擬建產能在規劃中或將陸續開工建設。未來幾年內,已有、在建和擬建產能總和超700萬噸。
張雷指出,產能的爆炸式增長帶來了多重嚴峻挑戰,行業盈利能力堪憂。當前聚碳酸酯市場應用的主流是雙酚A型聚碳酸酯,其成本效益直接體現於雙酚A與聚碳酸酯兩種產品的價差。雖然各家公司在工藝技術、原料來源等方面的不同,成本也不盡相同,但通常認為聚碳酸酯與雙酚A的差價達到5000~6000元(噸價,下同)以上,聚碳酸酯裝置才基本可以維持一定的利潤水平。
在2018年上半年之前的多年中,聚碳酸酯在絕大部分時期都保持著一定的利潤水平,甚至在某一段時間內擁有巨大盈利空間。但進入2018年下半年後,聚碳酸酯價格急劇下跌,聚碳酸酯與雙酚A的差價迅速縮小,一度甚至達到4000元以下,行業出現普遍虧損。
不同於雙酚A的價格受上游原料價格和供需關系兩方面影響,聚碳酸酯的價格更多受供需關系影響。而隨著未來幾年國內聚碳酸酯產能的快速釋放,市場整體將出現長期供過於求的局面,裝置開工率將顯著下降,聚碳酸酯與雙酚A的差價或將長期維持低位,行業整體盈利能力堪憂。
張雷同時指出,不同於通用塑料,聚碳酸酯的合成步驟多、流程長,通過產能擴張帶來的綜合成本下降非常有限。
應用方向
5G手機、新能源 汽車 、可穿戴、印刷電子或柔性電子、高性能薄膜
性能特點
高流動性、高光、低VOC、光學性能、耐高溫、耐低溫、耐應力改善
製造端
新合成技術與產品方向、系統整合、產業鏈合作
㈡ 柔性電子學是一個什麼樣的專業
柔性電子學是一門新興的跨學科技術領域,它涉及將電子器件製作在柔性基底材料上,以實現可彎曲、可拉伸和輕便的電子產品。
柔性電子學的核心在於開發和利用具有柔性特質的材料和設備,這些設備可以在不犧牲性能的情況下承受彎曲和扭曲。這一領域結合了物理學、化學、材料科學、電子工程等多個學科的知識和技術。學習柔性電子學的學生需要掌握柔性電子器件的設計和製造技術,了解柔性電子材料的物理和化學性質,以及如何將這些材料應用於實際的電子產品中。
專業課程通常包括柔性電子器件、柔性電子力學基礎、柔性電子材料學基礎、電路分析基礎、信號與系統、數字電路與邏輯設計、微機原理與介面技術、量子與固體物理、物理光學、電磁場理論、光電子學、柔性顯示電子技術、激光技術與柔性電子等。
隨著科技的發展,柔性電子學的應用前景非常廣闊,包括但不限於可穿戴設備、柔性顯示屏、智能紡織品、生物醫療感測器等領域。這些技術的發展不僅能夠推動消費電子產品的創新,還有望在健康監測、人機交互、智能包裝等眾多領域帶來革命性的變化。