Actualitat i prospectiva dels polímers industrials
Els materials en la K’95
El mercat de plàstics a Europa es recupera de la contracció dels anys passats, al mateix temps que de la tempesta de preus soferta a l'estiu i tardor de 1995
En el present article s'ofereixen dades sobre producció, demanda i desenvolupament de cadascuna de matèries plàstiques en el proper futur. Les xifres han estat elaborades per la redacció de Plàstics Universals a partir de dades subministrades per Nowea, el comitè organitzador de la K’95 i diversos fabricants de matèries primeres. El propòsit és proporcionar als moldeadores una base per a les seves consideracions estratègiques a mitjà termini.
La passada recessió ha tingut un impacte en el sector dels plàstics superior a les dues crisis del petroli. Mai s'havia enfrontat la indústria amb una situació en què es produís tan dràstica reducció de la demanda i de l'ús de les capacitats instal·lades, amb el consegüent envilecimiento dels preus.
Com a colofó, la pràctica absència d'estocs en els moldeadores i l'ajornament de les inversions en noves instal·lacions de producció es van combinar amb la brusca estirada de la demanda per generar una tempestat de preus que va plantejar dificultats noves i extremes als fabricants i transformadors.
La impressió actual és que aquesta situació, encara que encara colea en alguns casos, s'ha estabilitzat ja a Europa i és possible fer unes mínimes prediccions de futur pel que fa al comportament de cada material, especialment a l'àrea geogràfica de la Unió Europea. En les línies que segueixen trobarà el lector dades sobre cadascun dels principals materials utilitzats per la indústria de transformació.
Vinílicos
Policloruro de vinil (PVC): La capacitat total instal·lada a finalitats de 1994 de PVC a tot el món era de 25,5 milions de tones (MT), de les quals corresponien a Europa Occidental 5,5 MT. El consum ha tingut un creixement progressiu a Europa Occidental en els últims deu anys, que ha passat dels 4 MT de 1986 fins als 5,5 MT de 1994 i ha estat interromput només pel trienni negre de 1991-93.
Figura 1
En 1994 es va utilitzar el 93% de la capacitat productiva europea i es va complementar amb importacions equivalents al 7% restant. Malgrat el tancament de 300.000 T/any de capacitat productiva fa dos anys, s'estan engegant noves instal·lacions i es preveu una recuperació plena de la capacitat anual de 1990 (6 MT) per a fi de segle.
S'espera també que el consum mundial de PVC creixi de l'ordre del 4% anual en els propers anys, encara que a Europa serà només entre un 1% i un 2%, amb un increment lligat al de la construcció i a la indústria del cable.
La indústria de l'automòbil continuarà utilitzant el material PVC, malgrat els esforços sustitutorios per pressions dels grups ecològics i dels consumidors, per la seva excel·lent relació rendiment/cost. El camp de pastes per a recobriments anticorrosivos presenta un futur especialment prometedor.
Les campanyes ecologistes en contra del PVC fa que sigui el material més investigat de tots els existents. Però el seu component bàsic, el clor (56%), és una matèria primera disponible sense limitació i redueix la dependència del petroli i el cost energètic, per la qual cosa es considera que el PVC és un dels materials més adequats per a les economies amb creixement suportable. A la vista d'això, la conclusió de nombrosos experts és que si els legisladors decideixen reduir l'ús del PVC es traslladaria el problema a altres àrees.
Es disposarà en breu termini de temps d'instal·lacions per al reciclat de més del 50% del desaprofitament de material. aquestes instal·lacions seran econòmicament rendibles en recuperar el clor, sense aportació energètica externa, mitjançant processos industrials extensament utlizados en altres camps i que haurien de convertir al PVC en líder de percentatge de reutilització.
Poliolefinas
Polietilè de baixa densitat (PE-LD i PE-LLD): Es produeixen, a nivell mundial, 9,2 MT/any d'aquestes olefines, a les quals els dotze productors d'Europa Occidental contribueixen amb 1,5 MT/any. Durant els anys de recessió va existir, curiosament, un ràpid increment de capacitats que ha generat fortes tensions a la baixa al mercat.
Figura 2
Encara que el PE-LLD tindrà previsiblement un increment anual de l'ordre del 5 % al 6 % a causa del seu potencial com a plàstic substitutiu d'enginyeria, l'increment d'ús del reciclat i la reducció d'espessors de l'embalatge farà, segons els experts, que el creixement del PE-LD sigui inferior a l'increment de l'activitat, esperant-se taxes anuals de l'ordre de l'1,5% com a màxim.
Es pensa també que l'impacte dels PE de catàlisi metalocénica no es farà notar fins a 1997/98, malgrat l'èmfasi actual en aquests productes per la seva capacitat d'ajustar les seves propietats a l'aplicació proposada, amb densitats de 0,90, alta tenacitat i bona soldabilidad.
El polietilè és un altre dels materials objecte de crítica pel seu impacte mediambiental però, a causa que la seva estructura química és extremadament simple, només carboni i hidrogen facilmente reciclables, li fa obtenir un bon equilibri ecològic enfront d'altres materials competitius.
Polietilè d'alta densitat (PE-HD): De manera semblada al PE, l'engegada de capacitat addicional en 1990 va crear un excés considerable d'oferta i només al juliol de 1994 es va registrar un increment substancial de la demanda. La capacitat instal·lada mundial era a la fi de 1994 de 19,2 MT tones, de les quals 4,3 MT corresponien a Europa occidental. La fusió de Neste i Statoil (que va donar com resultat Borealis) va tenir un impacte major en aquest mercat.
El grau d'ús de la capacitat instal·lada ara a Europa és de l'ordre del 85-86%, amb 3,8-4 MT/any, esperant-se arribar al 91 % el proper any. El motor del creixement s'atribueix a la indústria de tubs, que està creixent entorn del 21%, encara que continua sent l'envàs injectat el principal consumidor.
Donat l'increment anual esperat del 4 %, es confia que s'arribi aviat a un equilibri entre oferta i demanda, especialment en vista de que no hi ha programades noves instal·lacions. La capacitat del PE-HD per oferir solucions econòmiques i ecològiques a una varietat de problemes li fa tenir bones expectatives de creixement a mitjà
Un altre PE, el d'ultra-alta densitat, és un nou material del que DSM subministra fibres d'alta tenacitat (Dyneema) per a reforç de composites.
Polipropilè (PP): L'increment de l'ús del PP no es va detenir ni en els anys de crisis, en què es va mantenir entre el 4 i el 7 % per saltar al 16% en 1994, amb una capacitat total de 20,8 MT, de les quals corresponen 5,7 MT a Europa occidental, que va consumir 5,13 MT, sent la previsió per 1997 és de 6,1 MT.
Com se sap, l'homopolímer de PP és quebradizao a baixes temperatures, per la qual cosa la major part de les seves aplicacions s'efectuen mitjançant copolímers o aliatges amb elastòmers. El creixement del PP entre 1988-93 (1,4 MT) ha tingut lloc a costa de l'ABS, PS i PVC i, en menor escala, de PA, PE i altres materials.
Donada la seva capacitat de substitució, aquesta se superposarà al creixement econòmic general, amb el que s'espera un increment de la demanda veí al 6 % anual. Per suplir-la s'han realitzat una sèrie de fusions a més de la de Borealis: la unió entre Shell i Himont en 1995 ha donat lloc al geganta Montell, indiscutible líder mundial amb 3,5 MT/any, de les quals 1,5 MT es produeixen a Europa, al mateix temps que Basf va adquirir les capacitats de ICI. Dow, per la seva banda, ha anunciat els seus plans per establir capacitats en la planta de Buna en l'antiga RDA, al mateix temps que ha fet de les seves instal·lacions de Tarragona el centre de producció europeu de poliolefinas metalocénicas.
Estirénicos
Polistireno (PS): Les capacitats dels majors productors europeus (per aquest ordre, Basf, Atochem, Dow, Enichem i uns altres) sumen 2,3 MT/any sobre un total mundial de 8,2 MT/any, encara que el consum en 1994 va ser d'1,885. Atès que no s'espera utilitzar plenament la capacitat instal·lada fins a l'any 2000, no hi ha previsions d'instal·lacions noves. Curiosament, Europa va importar aquest any un 8% del volum consumit però va exportar el doble, mantenint el seu paper d'exportador net.
El PS sofreix especialment l'escassetat mundial d'estireno monòmer, afegida a la reducció de preus durant la crisi que habáan caigut en 1992 a la meitat exacta del preu de 1989. Per afegiment, la irrupció del PP es va fer, en gran mesura, a costa del Pg. No obstant això, s'estan desenvolupant nous productes i un d'ells, el SPS (polistireno sindiotáctico) posseeix qualitats que li convertiran en un seriós competidor del PPS, PA i PBT per a aplicacions d'enginyeria.
Poliestirè expandit (EPS): El consum mundial d'EPS va ser en 1994 d'1,8 MT, de les quals un 36% es processa a Europa. En el Vell Continent, amb una capacitat de 820.000 T, el consum va arribar només a 640.000 T. El 75% de la producció l'hi reparteixen els sis primers fabricadors, Basf, Shell, Enichem,Hunstmanm, Hüls i BP, als quals s'unirà Dow amb instal·lacions també en Buna.
Les reglamentacions en la construcció i en l'embalatge afavoriran l'ús de l'EPS, encara que les previsions sobre aquest tema són només moderadament optimistes. Es creu que el creixement se situarà entre el 2 i el 3 % anual fins a final de segle.
Figura 3
Copolímers d'estireno (ABS/ROSTEIX): Els dos copolímers, ROSTEIX i ABS, tenen semblants característiques i el seu mercat, conseqüentment, és paral·lel. Si l'ABS s'aplica primordialment en interiors de l'automòbil, el ROSTEIX té característiques de resistència a la intempèrie que ho fa apte per a exteriors. A més, el seu favorable comportament enfront de el fogging i bona procesabilidad ha fet ampliar les possibilitats de les noves pel·lícules de ROSTEIX per a aplicacions a l'interior.
La capacitat instal·lada mundial és de 4,1 MT/any, en les quals Europa participa amb 730.000 T, encara que el consum en 1994 ha arribat només a 565.000 T. Malgrat això, Basf ha anunciat plans d'expansió de la seva capacitat en aquest sector. Es preveu un creixement moderat a mitjà termini, fins a 650.000 T l'any 2000, amb comportament més dinàmic del ROSTEIX que de l'ABS.
Copolímers d'Estireno-Acrilonitrilo (SAN): La producció europea de SANT (67.000 T) està repartida entre Basf, Dow, Enichem, Monsanto i Repsol, que ven bàsicament al nostre país. Des de 1992 s'han tancat capacitats de 22.000 T i s'han engegat noves instal·lacions produint 45.000 T/any, encara que aquestes es dediquen també a l'obtenció de SANT.
Atès que els consumidors primaris de productes de SANT estan molt subjectes a les condicions econòmiques generals i no es preveuen noves aplicacions o substitucions, es calcula per al SANT un creixement anual de l'ordre del 2 %.
Figura 4
Plàstics d'enginyeria
Poliamides (PA): L'important paper de les poliamides en una gran varietat d'aplicacions va tenir com a conseqüència que només en 1993 hi hagués a Europa una caiguda del consum, que va aconseguir les 540.000 T en 1994. El consum global, per la seva banda, va anar de 3,8 MT/any, amb un primer camp d'aplicació en les fibres.
El primer consumidor europeu de modelats és la indústria de l'automòbil (145.000 T), seguit de l'electricitat-electrònica (120.000 T) i de l'embalatge (60.000 T).
A les pressions sobre el preu del període 1990-94, que va motivar que no s'engeguessin noves instal·lacions, s'ha unit una escassetat de fibres de vidre que han provocat dificultats de subministrament que encara persisteixen. No obstant això, les noves capacitats de fibra que s'engeguen faran que es dilueixi una part d'aquests problemes.
Policarbonat: El consum mundial de PC s'ha doblegat, pràcticament, des de 1986 a 1994, en què va aconseguir 845.000 T. Europa occidental, amb 245.000 T/any, és el segon consumidor mundial i té una capacitat instal·lada molt superior (126 %). Els principals productors, GE Plastics i Bayer (70 % de la capacitat europea) han desenvolupat tot un seguit de co-condensats que obren nous i prometedors camps d'aplicació al material, un dels pocs que no es van veure afectats per la crisi.
Un d'ells és la indústria d'òptiques per a automoció, mitjançant recobriments antirrayado, que ha revolucionat aquest camp, i pot ser encara més important el de cristalls per a ulleres, que l'aligeramiento sobre les de cristall, si les previsions es materialitzen, pot proporcionar un important servei a molts milions de consumidors.
Les previsions per al futur d'aquest plàstic són de les més optimistes de tota la indústria; a mitjà termini es calcula un creixement anual de l'ordre del 8 %, que pot estendre's també al consum mundial.
Polioximetileno (POM): Les excel·lents característiques tècniques del material i la seva facilitat de modelo li han atorgat un camp ben diversificat d'aplicacions tècniques. Per això, el seu creixement ha estat dels més regulars, amb un increment en la capacitat mundial de 468.000 a 511.000 T/any en el període 1992-95. A Europa occidental, Hoechst, Basf i DuPont tenen una capacitat conjunta de 147.000 T/any, per a un consum superior a 131.000 T/any. DuPont planeja ampliar la seva capacitat en Dordrecht en 35.000 T/any.
Un factor favorable addicional pel POM és la seva capacitat de reciclat quimico sense pèrdua de propietats mitjançant escissió de monòmers. Per això, el POM pot guanyar un terreny addicional en els camps més afectats per la legislació del reciclat.
Sense tenir aquest factor en compte, el creixement del consum se situarà previsiblement en un 3% anual.
Èter de polifenileno modificat (PPE): La introducció en 1966 per GE Plastics de la seva PPO modificat per a injecció Noryl ha estat una de les històries d'èxit més importants de la indústria de plàstics. Avui la capacitat total instal·lada és de 322.000 T/any, de les quals Europa occidental participa amb un 25 %, amb GE Plastics, Basf, Hüls i Shell com a subministradors. Per la seva banda, el consum, que ha crescut amb regularitat a través dels anys de crisis, s'ha doblegat des de les 30.000 T de 1980.
Polimetil metacrilat (PMMA): El seu monòmer, el metacrilat de metil, té una capacitat instal·lada mundial d'1,9 MT, de les quals la meitat es dediquen a produir PMMA per a articles semiacabados i material de modelo. La resta del volum es dedica a la producció d'adhesius, ligantes i recobriments i a produir una sèrie de copolímers termoprocesables amb estirénicos i elastòmers.
L'estructura de subministrament s'ha concentrat en els últims anys, sent exemples el joint-venture de Elf Atochem i Röhm & Haas (AtoHaas) i de l'adquisició per ICI del negoci de MMA de DuPont en els EUA i de Klöckner Pentatec a Alemanya. Aquesta empresa ha anunciat que ampliarà en 30.000 T/any la seva capacitat en Rozenburg; AtoHaas augmenta en 35.000 T/any les d'Itàlia i Röhm afegeix 10.000 T/any a la seva producció anual de cast.
Els productors europeus són LLIGO-Haas, Basf, Degussa, ICI i Rhöm. Després d'una important caiguda, el mercat va iniciar la seva recuperació en 1994 amb un 12% d'increment, que li va portar als nivells de 1990, tendència mantinguda en els primers mesos de 1995, en què fins i tot es van produir tensions en el subministrament. Es creu que, després que s'aconsegueixi un nivell de consum raonable, el creixement anual es reduirà al 2,5% cap a fi de segle.
Tereftalato de polietilè (PET): Desenvolupat com a material per a fibres (Tergal, etc.), la seva principal aplicació ha estat després la fabricació de pel·lícula per a fotografia, cintes magnètiques, reprografia i uns altres. L'aparició del procés d'injecció-estirat-bufat a meitat de 1970 va determinar una segona gran aplicació del PET: ampolles per a begudes carbòniques, que és actualment la més important. Europa, amb un consum de 670.000 T/any, va precisar importar el 13% d'aquestes en 1994.
La producció global de materials de modelo es xifra en uns 3,5 MT/any, dels quals 2,5 van a l'envàs i 1 a pel·lícula estirada. Els productors europeus són Akzo, Bilen, Cobarr,Eastman, Enichem, Hoechst, La Calma, Radici i Shell, alguns dels quals produeixen principalment fibres.
Entre 1991 i 1994 el mercat europeu va créixer en un 50 %, del que la meitat correspon a 1994. S'esperen creixements de l'ordre del 10 % anual fins a l'any 2000.
Tereftalato de polibutileno (PBT): Després d'una sèrie d'anys en què el seu mercat europeu va declinar ostensiblement, el PBT va experimentar un fort impuls en 1994, en què es van consumir 78.000 T (sobre 53.000 T en 1993) i es va cobrir la capacitat instal·lada, estimant-se un creixement de l'ordre del 8 % en 1995.
DuPont, a més, completarà aquest any una fàbrica de 30.000 T i una joint-venture de Hoechst i GE Plastics altra de 60.000 T, ambdues a Alemanya, doblegant la capacitat europea. Es tracta, per tant, del polímer en què majors expectatives dipositen els productors. A més dels citats, aquests són, a Europa, Atochem, Basf, Bayer, DSM, Enichem, Hüls i Rhône Poulenc.
Les barreges de PBT encapçalen la llista de productes de nou desenvolupament, la qual cosa és un factor més per preveure un desenvolupament del 8 % anual a mitjà termini.
Fluoropolímeros: S'agrupen sota aquesta denominació diversos tipus de plàstics, la capacitat global dels quals instal·lada és de 90.000 T/any. No obstant això, ha de tenir-se en compte que moltes d'aquelles utilitzaven tecnologies basades en els CFC i estan sent convertides a processos lliures d'aquest material.
Figura 5
A més, la perspectiva varia segons el copolímer; així, DuPont haurà augmentat en un 75 % la seva capacitat de producció per 1997, a causa de l'ús del FEP a les xarxes locals i del PFA en la indústria de semiconductors. Altres empreses a Àsia, Estats Units i la CIS estan també muntant noves plantes.
A Europa, amb una capacitat de 28.000 T/any, hi ha cinc productors: ICI, Hoechst, Ausimont, Elf Atochem i Solvay. A causa de la raó abans expressada, la disponibilitat del material en un futur proper pot sofrir alguna escassetat fins que entrin en funcionament les instal·lacions noves o reconvertides.
Plàstics d'altes prestacions
Sulfuro de polifenileno (PPS): Aquest plàstic es troba a la frontera entre els tècnics i els de alt rendiment, ja que en afegir-li càrregues i reforç de fibres obté una resistència al termoformado veïna al seu punt de fusió. Existeixen dos tipus, el reticulat desenvolupat per Phillips i el lineal obtingut per Kureha.
Figura 6
El desenvolupament del PPS ha estat dels més regulars en els últims anys, amb una capacitat instal·lada de 28.000 T, de les quals 4.000 l'estan a Europa, preveient-se per a l'any 2000 una capacitat doble (46.000 T/any) de la de 1994.
Els subministradors actuals europeus són Phillips Petroleum, Hoechst, Albis, Solvay i GE Plastics, esperant-se creixements propers al 10% anual.
Polisulfona/polietersulfona (PSU/PES): Tots dos són plàstics amorfs i transparents amb estabilitat tèrmica molt elevada i bona resistència química que gràcies al seu processament relativament simple han trobat un nínxol d'aplicació en enginyeria electrònica, mèdica i unes altres. La meitat de les 14.000 T del consum mundial de 1995 es produeix a Europa subministrada per Amoco, Basf i Sumitomo.
Les seves característiques de resistència al foc (el PES aconsegueix la classificació V0) i a la hidròlisi i la seva compatibilitat amb el PTFE els obren amplis camps d'aplicació, preveient-se doblegar el consum mundial l'any 2000.
Poliéter-imida (PEI): Introduït al mercat en 1981 per GE Plastics amb el nom de Ultem, aquest plàstic està en el nivell alt de rendiment i ha tingut un creixement molt elevat, especialment des de 1993. Es preveu un creixement de més del 10% anual a partir de 1996.
No hi ha dades definitives sobre el consum, podent-se calcular en 4.000 T l'europeu de 1995. La seva resistència al foc, fins i tot sense additius, li ha proporcionat nínxols d'aplicació tan diversos com l'electrònica i els interiors d'aviació. El seu únic productor, GE Plastics, preveu doblegar la seva capacitat actual de més de 10.000 T/any per 1997 per evitar el desproveïment del mercat.
Polímers de cristall líquid (LCP): Les característiques molècules en forma de vareta d'aquests plàstics els proporcionen una viscositat depenent del cisallament, per la qual cosa s'obtenen molt bones longituds de flux en injecció, al mateix temps que els valors mecànics augmenten de manera inversament proporcional a l'espessor.
Malgrat els seus excel·lents característiques, el consum és encara reduït i absorbit en un 70 % per la indústria elèctrica, per la qual cosa no s'han engegat diverses iniciatives europees per a la seva producció, tenint en compte les sobre-capacitats existents a Estats Units i Japó. L'única empresa europea que els produeix, Hoechst, ho fa en estats Units per mitjà de la seva adquisició de Celanese.
Les capacitats anunciades són de l'ordre de 15.000 T/any, però el consum només va arribar en 1994 a 4.700 T. S'espera guanyar un 25% de mercat durant els tres propers anys.
Poliaril èter cetones (PAEK): Aquests polímers els produeixen a escala industrial Basf i Victrex, ambdues a Europa, amb una capacitat d'1.000 T i la demanda global no passarà de 700 T en 1995. Amoco entrarà en aquest mercat amb la marca Kadel. Des de la seva introducció en 1981, la demanda ha anat creixent per sobre de la mitjana general i es preveu que doble cap a l'any 2000.
Aquest optimisme es basa en les propietats del material, que posseeix una resistència extraordinària a la calor i un excel·lent comportament davant foc i que posseeix una resistència química i a la hidròlisi només igualada pels fluoropolímeros.
Termostables
Poliuretans (PUR): Després d'un període negre iniciat en 1990, els fabricants de PUR es van veure sorpresos per un increment de la demanda d'un 13 % en 1994. S'espera a Europa que la demanda passi dels 1,6 MT de 1994 a 2,2 MT en 1997.
Els problemes d'aquesta indústria s'havien agreujat per l'esforç tècnic precís per substituir els CFC amb altres expansors; actualment s'utilitza fins i tot l'inofensiu anhídrid carbònic.
La llista de principals subministradors europeus inclou a Arquejo, Basf, Bayer, Dow, Enichem, ICI i Shell.
Està en camí la construcció de plantes de reclicado del material, sigui per glicólisis o per addició de mòlt a l'escuma de PUR, amb el que s'incrementarà el grau de reciclat d'aquest material.
Europa va emprar només el 60 % de la seva capacitat productiva en 1994, malgrat que el creixement del mercat respecte a 1993 va ser del 27 %. Són molts els subministradors d'aquest material, destacant per la varietat de tipus Basf i Hüls, als quals s'afegeixen DSM, Cray Valley, Jotun, Lonza, Scott Bader i Resisa.
Als múltiples graus de resines UP han d'afegir-se els viniléster (VÉS) i les viniléster uretanos (VU), amb resistència mecànica i química millorades.
El mercat actual és incert per l'escassetat de fibres de vidre i per la progressiva substitució de composites per termoplàstics en moltes aplicacions. Els composites estan condemnats al paper de punta de llança d'aquesta indústria, segons els experts, i a obrir camí a moltes aplicacions que després són substituïdes per altres materials. El seu grau de desenvolupament dependrà de la disposició i capacitat per realitzar innovacions.
Resines epoxi (EP): El mercat global d'EP era en 1994 de 725.000 T, el 60 % de les quals s'utilitzava en la fabricació d'adhesius i la resta en resines de bugada i matriu de composites. El consum a Europa, amb alts i baixos des de 1990, va aconseguir 218.000 T en aquest any.
Aquestes resines dominen el mercat d'adhesius estructurals i la indústria elèctrica fa un ús extensiu de la seva resistència a les tensions elevades. Amb composites s'obtenen característiques mecàniques superiors a les UP, però la seva principal aplicació en aviónica i armament ha fet declinar el seu consum en aquest camp.
Aquests materials requereixen l'ús de proporcions elevades d'endurecedores que formen part del producte reticulat, per la qual cosa la llista de subministradors europeus es refereix a resines, sent Ciba, Shell i Bayer els més destacats. Les aplicacions en adhesius i recobriments determinaran el nivell de creixement del material, que se suposar oscil·larà entre el 2 i el 3 % en els propers anys.
