一、合成塑料

塑料是以树脂为主要成份，辅助以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等，在加工过程中能流动成型的材料。根据特性不同，通常将塑料分为通用塑料和工程塑料，据估计，通用塑料的消费量能占到全部塑料的80%以上。

通用塑料，一般是指产量大、价格低、用途广、影响面宽的一些塑料品种，具体包括PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PS（聚苯乙烯）、ABS、PMMA、和氨基塑料。

图1 五大通用塑料的表观消费量

从上图，一是比较直观的看出五大塑料的表观消费，但更重要的是看到，在塑料消费总量不断增长的情况下应当是“雨露均沾”，但PVC越来越缓，而PS更是开始下滑，说明这两种材料正被替代。

图2 主要通用塑料产业链

工程塑料，与通用塑料相比，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料。目前世界公认的五大工程塑料为：PA（聚酰胺/尼龙）、PC（聚碳酸酯）、POM（聚甲醛）、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PPO（聚苯醚）。

图3 五大工程塑料产业链

我们要特别强调一种新兴的高分子材料：被誉为“第五大塑料”的聚氨酯材料，硬质聚氨酯塑料、软质聚氨酯塑料、聚氨酯弹性体等多种形态，并分为热塑性和热固性两大类。聚氨酯因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域，并在替代其它化工材料的道路上稳步扩张。

图4 聚氨酯产业链

二、中国汽车工业回顾及发展前景

图5 汽车产量维持中高速增长

汽车是中国国民经济的支柱产业。中国的汽车工业在2000-2010年经历了高速增长阶段，年均增速高达24%；2011年后，进入平稳增长阶段，年均增速8%；2016年全国汽车产量超过2800万辆，高盛在2017年初发布的《2025汽车产业报告》中预测2025年中国汽车销量3500万辆，相当于3%的年复合增长率。

汽车行业发展的主要影响因素是经济的增长。例如2000-2010年在中国经济高速增长的背景下汽车行业年均增速很高，但2013年后中国经济增速明显放缓，汽车行业增速也快速下滑。相较于GDP增长率，中国的汽车行业增幅波动很大，这是因为政府每年出台不同的汽车购置优惠政策给汽车消费带来波动。例如2016年汽车行业增速大幅回升，主要是因为受到购置税优惠政策的刺激。

图6 乘用车占比逐年升高

乘用车占汽车产量的比例逐年升高，2016年占比高达87%，估计这个比例未来仍将继续升高。中国经济转型的一个目标就是由投资驱动转向消费驱动，房地产和基建投资高速增长的时代已经结束。商务车如重卡受房地产和基建投资拉动，而家庭轿车主要受居民消费拉动。这对化工材料来讲，是个好消息，因为乘用车的消费者更加关注舒适、安全和节能环保，势必推动化工材料在汽车行业的不断升级创新。

截至2017年一季度末，我国汽车保有量达到2.00 亿辆（扣除三轮汽车和货车），并且季度环比增速始终维持在3%以上。按照每千人保有量，我国数据为135辆/千人，而发达国家超过500辆/千人，我国汽车市场仍有较大的发展空间。

图7 中国汽车（扣除货车和三轮车）保有量

三、中国汽车工业技术趋势和对化工材料产业链的影响

汽车工业蓬勃发展的同时，也带来一系列的问题：交通拥堵、环境污染、社会管理和资源消耗等。这些痛点和人类对安全节能美观舒适方便的追求，一起推动汽车工业的技术创新不断向前。汽车工业技术趋势主要有①轻量化、②新能源、③智能化（如无人驾驶）、④车联网（共享经济）。前两个趋势直接促进化工材料在汽车上的应用；后两者则会促进汽车电子产品的使用，而电子产品同样消耗大量的塑料。

要特别提一下，新能源汽车的轻量化比传统汽车更具紧迫性。不论是电动汽车，还是氢能汽车，续航里程一直是短板，而轻量化是解决这个短板的有效途径之一。

在节能环保和性能提升的双重驱动下，汽车轻量化已成趋势。据测算，一辆轿车自重减少10%，油耗降低6%~8%，二氧化碳排放减少5%~6%，汽车性能也得到极大改善。在汽车轻量化领域，美欧日等传统汽车强国走在前列，据悉美欧已启动超轻型汽车项目。我国在汽车轻量化方面暂时落后，正在努力追赶。

图8 汽车轻量化材料的选择范围

材料应用轻量化、结构设计轻量化和制造工艺轻量化是实现汽车减重的三个主要途径，而结构设计和制造工艺的轻量化比较容易遇到天花板，所以应用性能更加优异、更加轻量化的材料是根本途径。

本文只研究合成塑料在汽车轻量化的应用。在同等大小的汽车零配件中，塑料产品比钢材在质量上普遍减轻30%~40%，以塑代钢是汽车轻量化的重要途径；而在内外饰上，出于舒适美观安全的要求，合成塑料更是刚需。我国虽然是汽车工业大国，产销量世界第一，但是在汽车塑料的开发应用上与欧美日差距不小，如下表所示。

表1 不同国家汽车塑料用量比较

差距的反面就是市场空间，欧美日在汽车轻量化领域加速奔跑，中国更是在加速追赶。在表3中，我们对汽车塑料市场的规模进行了测算，2020年轻松过千亿规模：保守测算，年复合增长率14%；积极测算，年复合增长率则在22%以上。在国内经济增速放缓的大环境下，这个增长率足以把大多数传统制造业“亮瞎眼”。

表2 中国汽车塑料市场规模测算

汽车塑料种类很多。通过整理中国产业信息网、中国汽车工业协会和一些券商研报的信息，我们估算不同塑料在汽车上的用量占比如表3所示。需要特别说明的是：①表3是平均估算值，因为不同的车，用的塑料种类和各类塑料的用量差别较大；②占该类塑料表观消费的权重按照“占比”一行中上限值估算。

表3 中国汽车不同塑料用量占比

（平均估算值）

笔者认为，在以下部件最有可能扩大塑料的应用：

玻璃和天窗：目前汽车厂商主要采用钢化玻璃，后期有可能改用PC、PC/ABS、和PMMA。笔者认为最有可能使用PC材料，这势必能迅速扩大PC的需求。

实心轮胎：目前主要采用充气轮胎，合成橡胶制作。但是近年来，各大轮胎公司致力于不充气轮胎的研究，正因为不充气所以避免爆胎的危险。米其林刚展示的全新概念轮胎“3D打印”轮胎，蜂巢状，整体采用木屑和麦秆支撑，胎面用橡胶；另外一个方向是聚氨酯实心轮胎，今年6月份膜拜单车与陶氏形成战略合作推广其在共享单车的使用。可以说无论哪种新型轮胎，一旦形成趋势，对合成橡胶特别是主打气密性的丁基橡胶都是巨大的威胁。

电动车电池技术的改进：固态电解质、固态电池是汽车电池的方向之一，潜在可用材料如聚环氧乙烷（PEO）、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等，其中聚环氧乙烷（PEO）研究开发最早也最为成熟。传统的地炼企业海科集团和玉皇化工都将锂电池和石墨烯作为战略发展方向，也是看好电动汽车的前景。

发动机部件塑料化：法国化学品巨头索尔维的高性能热塑性材料将取代多达10个金属发动机部件，包括水泵、油泵、进水口/出水口、节气门体、汽油分供管、凸轮链轮等，最终可帮助发动机减重40%以上。

物流车箱体塑料化：目前国内的快递公司顺丰、德邦等均采用的是玻璃钢材箱体。随着新能源物流车的兴起，玻璃钢的性能已经不能满足轻量化的需求，塑料和复合材料的箱体开始应用。例如华正新材（代码：603186）将特种复合材料的研发和推广作为战略发展方向，其推出的热塑性蜂窝板，以PP/PC/PET为芯材，面材采用玻璃纤维布增强，2016年销售达到1.6亿元。

四、总结

综上，笔者认为，中国的汽车工业依然有很大的发展空间，不论是传统燃料汽车，还是新能源汽车，轻量化已成发展趋势。在汽车工业，应用前景比较好的塑料及其产业链如下：

图9 汽车工业中应用前景比较好的塑料及产业链

汽车部件的塑料化，需求是重要的推动力。先进材料的技术进步和性能革新是应用的前提。研发在国外公司成为“R&D”，D包含的一个因素是应用推广，这是国内公司比较欠缺的。

来源：能源化工视界