Polymery dnes a zítra


104
program
Polymery dnes a zítra
Prof. Ing. Vratislav Ducháþek, DrSc.
Ústav polymerĤ Vysoké školy chemicko-technologické v Praze
Technická 5, 166 28 Praha 6
tel. 220444120, fax 220443175, www.vscht.cz/pol
e-mail: [email protected]
Úvod
Ve druhé polovinČ 20. století se polymery staly hlavním prostĜedkem usnadĖujícím
technický pokrok. Jejich spotĜeba zaznamenala impozantní rĤst. Po létech se rĤst spotĜeby ustálil
a poslední necelé 3 dekády þiní témČĜ 5 % roþnČ, a to díky vzrĤstající svČtové populaci a
globální snaze o zvyšování životní úrovnČ lidstva (obr. 1). ZĜejmČ právČ z tČchto dĤvodĤ se rĤst
spotĜeby polymerĤ postupnČ pĜesouvá do východní Evropy (7%), jihovýchodní Asie (6 %) a
Latinské Ameriky (4 %) (tab. I až III).
Mt
250
Mld
200
7
150
6
100
5
50
4
0
3
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2006
Obr. 1. SvČtová spotĜeba polymerĤ (Mt) a populace (Mld) [1-5].
Hnací síly rozvoje polymerĤ
Sledujeme-li rozvoj polymerĤ ve 21. století, mĤžeme pozorovat kontinuální vývoj
v oblasti dobré použitelnosti výrobkĤ a zmČny zpĤsobené globalizací reprezentovanou specializací a
dČlbou práce, výstavbou moderních výrobních podnikĤ svČtového mČĜítka, které dosahují
vynikající struktury nákladĤ a nahrazují starší kapacity, a restrukturizací spojenou se zamČĜením
na standardní (kommoditní, základní) polymerní materiály, jejichž spotĜeba vzrĤstá nadprĤmČrnČ,
a ponechává tak jen malý prostor pro drahé, speciální polymery.
APROCHEM 2008 • Odpadové fórum 2008 1122
14.–16. 4. 2008 Milovy

program
Tabulka I
Relativní svČtová spotĜeba plastĤ (185 Mt) [2,3]
____________________________________
Asie (bez Japonska)
32 %
(Japonsko
6 %)
Severní Amerika
25 %
Západní Evropa
22 %
Latinská Amerika
5.5 %
Východní Evropa
3.5 %
____________________________________
Tabulka II
Relativní svČtová spotĜeba elastomerĤ (20 Mt) [2,3]
_______________________________________
ýína
16 %
USA
15.8 %
Japonsko
9.9 %
Indie
4.6 %
NČmecko
4.5 %
_______________________________________
Tabulka III
Relativní spotĜeba polymerĤ v EvropČ (50 Mt) [2,3]
_______________________________________
Západní Evropa
85 %
(NČmecko
30 %)
(Itálie
18 %)
(Francie
12 %)
(Spojené království
11 %)
(ŠpanČlsko
9 %)
Východní Evropa
15 %
_______________________________________
Perspektivy
Navzdory ustálenému rozvoji spotĜeby polymerĤ prochází jejich trh vysoce cyklickým
vývojem. Tato cyklická tendence je do znaþné míry zpĤsobována samotnými výrobci polymerĤ.
V obavČ pĜed potenciální ztrátou svých podílĤ na trhu investují do stále vČtších kapacit. To však
vede k nadmČrným zásobám, ke tlaku na zvyšování obratu a tím také k prodejnímu tlaku ale
nakonec stejnČ k poklesu zisku. Ve snaze vyrovnat se s touto situací dostává se polymerní
prĤmysl do procesu všestranné racionalizace. V rámci tohoto racionalizaþního procesu dochází
také k restrukturizaci v dodavatelské oblasti, která je výsledkem akvizic, fúzí a vznikajících
svazkĤ.
APROCHEM 2008 • Odpadové fórum 2008 1123
14.–16. 4. 2008 Milovy

program
PĜedpovČdi
Díky tomu jsou pĜedpovČdi vždy riskantní a þasto chybné, což pĜíklady dvou nezávislých
pĜedpovČdí na polovinu devadesátých let z poloviny let sedmdesátých jasnČ dokládají. Místo
pĜedpokládaného relativního vzrĤstu výroby a spotĜeby speciálních polymerĤ na úkor polymerĤ
standardních došlo k pravému opaku. Relativní objem výroby a spotĜeby polymerĤ s nejvyššími
užitnými vlastnostmi klesl na pouhé procento, konstrukþních polymerĤ na nČco pĜes necelé dvČ
desítku procent a relativní objem výroby a spotĜeby polymerĤ standardních naopak stoupl na
témČĜ 90 % [1,6].
Otázka zní, proþ se pĜedpovČdi lišily od reálného vývoje tak významnČ? Proto, že vývoj
neodpovídá teorii revoluce, i když se to nČkdy tak zdá, ale evoluce. Vývoj v oblasti výrobního
inženýrství dal standardním polymerĤm významnou cenovou výhodu, která jim umožnila obhájit
jejich pozice. Vývoj v oblasti kvality výrobkĤ vedl k evoluþní optimalizaci jejich vlastností, což
pĜevýšilo požadavky trhu. Výroba a spotĜeba standardních polymerĤ tak vzrostla relativnČ
neúmČrnČ více než výroba a spotĜeba drahých polymerĤ speciálních (tab. IV).
Tabulka IV
Relativní svČtová spotĜeba polymerĤ (205 Mt) [2,3]
________________________________________
Výhledy
Polyethylen
32 %
Polypropylen
20 %
Polyvinylchlorid
16.5 %
Styrenové plasty
12.0 %
Polyurethany
5.5 %
Polyethylentereftalát
5.0 %
Butadien-styrenový kauþuk
3.6 %
PĜírodní kauþuk
3.1 %
Polykarbonáty
1.25 %
Polyamidy
1.25 %
________________________________________
Interakce vývoje výrobních a zpracovatelských procesĤ, vlastností produktĤ a trhu naznaþuje, že
spotĜeba dobĜe zavedených polymerĤ bude dále stoupat. Vzhledem k ĜadČ v souþasnosti
používaných polymerĤ, v oblasti plastĤ od bČžných polyolefinĤ až k velmi speciálním
polyimidĤm nebo polysulfonĤm, v oblasti elastomerĤ od kauþuku pĜírodního a butadienstyrenového až po kauþuky fluorouhlíkové a fluorosilikonové, s témČĜ neskuteþnČ velmi širokým
spektrem vlastností, bude velmi obtížné pro novČ vyvinuté polymery, aby se na trhu dobĜe
umístily [2, 7].
Hlavním spotĜebitelem standardních kauþukĤ jsou výrobci pneumatik [8,9] (obr. 2). Proto
má automobilový prĤmysl jisté možnosti
ovládat prĤmysl gumárenský, a to jak pĜímo
(prostĜednictvím prvého vybavení vozidel pneumatikami a mnoha dalšími elastomerními
konstrukþními prvky pĜi jejich výrobČ), tak nepĜímo (náhradními díly). S výjimkou pneumatik,
zavČšení motoru a stČraþĤ, kde pĜírodnímu kauþuku stále zĤstává významný podíl na trhu,
mnoho dalších prvkĤ je vyrábČno ze syntetických kauþukĤ, zejména butadien- styrenového
kauþuku. Pouze nČkteré prvky vybavení vozidel jsou vyrábČny ze syntetických kauþukĤ vyšší
užitné hodnoty (a také ceny), napĜ. hadice pro klimatizaci, motorová tČsnČní apod. [10].
APROCHEM 2008 • Odpadové fórum 2008 1124
14.–16. 4. 2008 Milovy

program
pneumatiky 68%
konstrukþní
prvky - 8%
obuv - 5%
adheziva - 3%
ostatní - 8%
Obr. 2. Relativní svČtová spotĜeba elastomerĤ (20 Mt) [11].
Lze pĜedpokládat další geografický posun ve spotĜebČ elastomerĤ - od Severní Ameriky a
západní Evropy smČrem k jižní a východní Asii. Hlavní výrobci pĜírodního kauþuku (Thajsko,
Malaysie a Indonésie) se stanou také jeho hlavními spotĜebiteli. Východní Evropa má potenciál
zvyšovat spotĜebu pĜírodního kauþuku. Indie, ýína a Brazilie zkonzumují veškerý kauþuk, který
ve svých zemích vyrobí [12].
Stavovský sektor pozbývá dĤležitosti v Malajsii a Indonésii a nikdy nebyl hlavním
faktorem výroby pĜírodního kauþuku v Thajsku nebo v Indii [13].
Svého þasu mČl mezinárodní trh kauþukem v Singapuru, Kuala Lumpuru, New Yorku a
LondýnČ velký vliv na ceny pĜírodního kauþuku, ale dochází k velkému posunu smČrem
k pĜímému nákupu kauþuku hlavními spotĜebiteli, zejména velikými pneumatikáĜskými
spoleþnostmi. PĜesto, že se vliv sekundárních trhĤ v LondýnČ a New Yorku snižuje, stále ještČ
mezinárodní trh kauþukem ovlivĖuje ceny pĜírodního kauþuku a poptávku nČm. Po zániku
„International Natural Rubber Organisation“ dochází opČt k oživování zájmu o budoucí
obchodování. Takové trhy se již zase vytvoĜily v Singapuru a v Japonsku [14].
PrĤmysl syntetického kauþuku disponuje významným kapitálem a intenzivním výzkumem.
Je schopen produkovat speciální výrobky vþetnČ takových, které mohou být používány
v nároþných podmínkách. Odolávají vysokým i nízkým teplotám, palivĤm, olejĤm, ozonu,
sluneþnímu svČtlu, UV a vysoce energetickému záĜení, chemikáliím, mají nízkou propustnost
pro plyny a páry. PrĤmysl syntetického kauþuku je vysoce efektivní z hlediska výroby, ale na
druhé stranČ významným pĜispČvatelem ke vzniku odpadĤ z fosilních paliv a také k produkci
oxidu uhliþitého [15].
ZávČr
Polymery mají do dohledné budoucnosti stále potenciál dalšího vývoje kvalitativního i
kvantitativního[2,7,16,17]. Z kvalitativního hlediska zejména polymery speciální. Z kvantitativního hlediska je tomu ovšem jinak. I když lze oþekávat rĤst spotĜeby konstrukþních polymerĤ
v oblasti 6 až 10 % a standardních jen 5 až 6 %, jejich souþasný devadesátiprocentní podíl výroby
a spotĜeby zpĤsobí, že jejich relativní spotĜeba dále poroste na úkor relativní spotĜeby polymerĤ
speciálních (konstrukþních a s vysokými hodnotami užitných vlastností).
APROCHEM 2008 • Odpadové fórum 2008 1125
14.–16. 4. 2008 Milovy

program
PodČkování
Ministerstvu školství, mládeže a tČlovýchovy ýeské republiky za podporu v rámci výzkumného
zámČru MSM 6046137302.
Literatura
Ramlow G.: Plastics in the Next Century. Proceedings of the Round-table Discussion of the
ad hoc Group of Experts on the Chemical Industry, pp. 37-62. United Nations, New York and
Geneva 1999.
2. Orth P.: Account at the K 2004 Press Conference, Prague 2004.
3. Reifenhäuser U.: Plastics and rubber have changed the world. Trade Fair News 18/10/2007.
4. http://www.ibiblio.org/lunarbin/worldpop (12/11/2007).
5. http://www.infoplease.com/ipa/A0762181.html (12/11/2007).
6. Anonymous: View of packaging plastics market. Plasty Kauc. 36, 78 (1999).
7. Ducháþek V.: Quo vadis, makromolekulární chemie. Kolokvium ÚMCH AV ýR, v.v.i.,
Praha, 6.-8. 2. 2007.
8. Ducháþek V.: Developments in Elastomers and Rubber Additives. In: Proceedings of the
International Conference “Polymer Materials”, pp. 29-38. Department of Plastics and Rubber,
FCFT, STU, Bratislava 2003.
9. Ducháþek V., Kuta A., Šimek J.: Current Trends in the Development of Elastomers. In:
Proceedings of the 10th International Rubbuer Symposium, pp. 2/1-2/7, FT UTB, Zlín 2005.
10. http://www.irrdb.com/IRRDB/Rubber_Industry/Automotive_Industry.htm (7/6/2005).
11. http://www.irrdb.com/IRRDB/Rubber_Industry/Major_End_Users.htm (7/6/2005).
12. http://www.irrdb.com/IRRDB/Rubber_Industry/Rubber_Consume.htm (7/6/2005).
13. http://www.irrdb.com/IRRDB/Rubber_Industry/EstateSector.htm (7/6/2005).
14. http://www.irrdb.com/IRRDB/Rubber_Industry/Rubber_Dealer.htm (7/6/2005).
15. http://www.irrdb.com/IRRDB/Rubber_Industry/Synthetic_Rubber.htm (7/6/2005).
16. Ducháþek V.: Plastics in the 21st Century. Scientific Communications of the Institute of
Organic and Polymer Technology, Wroclaw University of Technology 50 (23), 75 (2001).
17. Ducháþek V.: Recent and Present Trends in the Commodity/Specialty Polymers Relationship.
23rd Discussion Conference "Current and Future Trends in Polymeric Materials", SL 30.
Prague, June 26-30, 2005.
APROCHEM 2008 • Odpadové fórum 2008 1126
14.–16. 4. 2008 Milovy