Silikonski materiali niso le pomemben sestavni del industrije novih materialov nacionalne strateške nastajajoče industrije, temveč tudi nepogrešljiv podporni material za druge strateške nastajajoče industrije.

Zaradi nenehnega širjenja področij uporabe je ogromen potencial povpraševanja silikone uvrstil med trenutno najbolj priljubljene kemične materiale.

Največji delež domače porabe silikonov je na področjih, kot so gradbeništvo, elektronika, elektrika in nova energija, zdravstvena oskrba in osebna nega. Med njimi je gradbeništvo trenutno glavni terminal za uporabo silikonov, saj predstavlja približno 30 %.

Poleg nenehne rasti povpraševanja po silikonskih materialih v tradicionalnih panogah, panoge, ki varčujejo z energijo in varujejo okolje, kot sta fotovoltaika in nova energija, ter razvoj nastajajočih panog, kot so gradnja ultravisokonapetostnih in ultravisokonapetostnih električnih omrežij, inteligentni nosljivi materiali, 3D-tiskanje in 5G, zagotavljajo nove točke rasti povpraševanja po silikonih.

Pregled silikonov

Silikoni so splošni izraz za silicijeve organske spojine, ki jih sintetizirata in hidrolizirata kovinski silicij in klorometan.

Prvi korak pri sintezi silikonov je tvorba metilklorosilana, ki se nato hidrolizira, da se dobijo monometiltriklorosilan, dimetildiklorosilan in triklorosilan. Dimetildiklorosilan je glavna monomerna različica organskega silicija, njegova glavna nadaljnja produkta pa sta silikonski kavčuk in silikonsko olje.

Trenutno se proizvodna zmogljivost silikonov na Kitajskem na splošno nanaša na proizvodno zmogljivost metilklorosilana, medtem ko trenutna proizvodna statistika temelji na proizvodnji dimetilsiloksana.

Veriga silikonske industrije

Veriga silikonske industrije je v glavnem razdeljena na štiri člene: silikonske surovine, silikonske monomere, silikonske intermediate in silikonske izdelke za globoko predelavo. Proizvodnih podjetij za surovine, monomere in intermediate je manj, medtem ko nadaljnja globoka predelava vključuje široko paleto izdelkov in bolj razpršene proizvodne zmogljivosti.

Silikonske surovine

Proizvodni proces silikonov vključuje velik delež surovin. Surovina za silikone je industrijski silikonski prah, ki se v industriji pripravlja z redukcijo kremena s koksom v elektroobločni peči.

Proizvodnja industrijskega silikona porabi veliko količino silikonske rude in energije ter povzroča znatno onesnaževanje okolja. Zato je stabilna in visokokakovostna oskrba z industrijskimi silikonskimi surovinami postala osnovno zagotovilo za proizvodnjo silikonov.

Po podatkih SAGSI je bila leta 2020 svetovna industrijska proizvodna zmogljivost silikona 6,23 milijona ton, medtem ko je bila proizvodna zmogljivost Kitajske 4,82 milijona ton, kar predstavlja 77,4 %.

Silicij

Silikonski monomeri in intermediati

Domača dobava silikonskih monomerov in intermediatov predstavlja več kot 50 % svetovne ponudbe, zaradi česar je največji dobavitelj silikonskih monomerov in intermediatov na svetu. Zaradi nestabilnega stanja silikonskih monomerov podjetja običajno sintetizirajo monomere v intermediate, kot sta DMC (dimetilsiloksan) ali D4, za prodajo.

Obstaja nekaj vrst in specifikacij silikonskih monomerov in intermediatov.

Dimetildiklorosilan je trenutno najpogosteje uporabljen silikonski monomer, saj predstavlja več kot 90 % celotne količine monomera.

Vstopni prag za industrijo silikonov je visok, saj se je zvišal na 200.000 ton in zahteva vsaj 1,5 milijarde juanov kapitalskih naložb. Visok vstopni prag za industrijo bo spodbudil trend koncentracije proizvodnih zmogljivosti monomerov k vodilnim podjetjem.

Trenutno ima le majhno število podjetij zadostno tehnološko akumulacijo in je doseglo obsežno proizvodnjo, pri čemer je več kot 90 % proizvodne zmogljivosti porazdeljenih med 11 največjimi podjetji.

Koncentracija proizvodnih zmogljivosti silikonskih monomerov zagotavlja tudi več pogajalskega prostora za podjetja v nižji fazi proizvodnje.

Diklorodimetilsilan

Kar zadeva dobavo, imajo številna vodilna podjetja za silikone na Kitajskem tekoče projekte ali nove načrte. Nova proizvodna zmogljivost bo osredotočena na proizvodnjo od leta 2022 do 2023, proizvodna zmogljivost industrije pa bo kmalu vstopila v cikel hitre rasti.

Po podatkih podjetja Baichuan Yingfu bodo podjetja, kot so Hesheng Silicon Industry, Yunnan Energy Investment in Dongyue Silicon Materials, letos investirala približno 1,025 milijona ton proizvodnih zmogljivosti za silikone. Podjetja, kot so New Special Energy, Asia Silicon Industry in Sichuan Yongxiang, prav tako vlagajo v proizvodne zmogljivosti za polikristalni silicij, kar povečuje povpraševanje po industrijskih silikonih.

SAGSI napoveduje, da bo kitajska proizvodna zmogljivost silikonskih metil monomerov do leta 2025 presegla 6 milijonov ton na leto, kar bo predstavljalo več kot 70 % svetovne proizvodne zmogljivosti silikonskih metil monomerov.

Po poročanju C&EN namerava Momentive, vodilno tuje podjetje za proizvodnjo silikonov, zapreti svojo proizvodno zmogljivost silikonov v Waterfordu v New Yorku, s čimer bo Dow postal edini proizvajalec surovin za silikone v Združenih državah.

Svetovna proizvodna zmogljivost silikonskih monomerov se prenaša na Kitajsko, razmerje koncentracije industrije pa se bo v prihodnosti še izboljševalo.

Globoka predelava silikonov

Globoko predelani silikonski izdelki pogosto obstajajo v molekularni obliki RnSiX (4-n), stabilne fizikalno-kemijske lastnosti silicijeve verige in spremenljivost funkcionalnih skupin pa dajejo globoko predelanim silikonskim izdelkom bogate uporabne funkcije. Glavna izdelka sta silikonska guma in silikonsko olje, ki predstavljata 66 % oziroma 21 %.

Trenutno se industrija globoke predelave silikonov še vedno hitro razvija in je relativno razpršena. Obstaja več kot 3000 podjetij za globoko predelavo, ki se ukvarjajo izključno s predelavo silikona.

Rezervoar za surovine tovarne Olivia

Struktura globoko predelanih silikonskih izdelkov na Kitajskem:

Čezmorska podjetja za proizvodnjo silikona nimajo stroškovne prednosti pri proizvodnji silikonskih monomerov v primerjavi s kitajskimi podjetji, večina vodilnih čezmorskih podjetij za proizvodnjo silikona pa se osredotoča na razvoj izdelkov za globoko predelavo in širjenje industrijske verige.

Kitajske spodbujevalne politike za silikonsko industrijo so se postopoma preusmerile od proizvodnje monomerov k globoki predelavi silikonskih izdelkov, razvoju novih silikonskih izdelkov, širitvi novih področij uporabe in izboljšanju celovite ravni izkoriščenosti.

Silicijev dioksid

Silikonski izdelki v nadaljnji fazi imajo višjo dodano vrednost in možnosti za tržno uporabo. Trenutno je še vedno veliko prostora za razvoj porabe silikonov na trgih v razvoju na Kitajskem in v tujini.

Silikon

Polikristalni silicij