乙烯-乙烯醇共聚物樹脂(EVOH)是由乙烯與醋酸乙烯單體(VAM)經(jīng)聚合、皂化兩步反應(yīng)生成的共聚物,兼具聚乙烯醇(PVA)的阻氣性和聚乙烯(PE)的加工性能,是目前商品化產(chǎn)品中氣體阻隔性最好的樹脂。EVOH主要應(yīng)用于食品/藥品包裝、多層復合瓶(如農(nóng)藥瓶)、汽車油箱和地暖管等領(lǐng)域。
01 EVOH概述
通常,EVOH的乙烯單元的摩爾含量在20%~45%之間,乙烯醇單元的摩爾含量在55%~80%之間。乙烯含量越高,熔點越低,可加工性能更好;乙烯醇含量越高,氣體阻隔性越好,吸濕性越強。
EVOH具有優(yōu)異的阻隔性、加工性、透明性、伸縮性、結(jié)晶性及耐候性等,且樹脂中不含鹵素,綠色環(huán)保,其廢料還可以回收利用。其中EVOH的氣體阻隔性能尤為突出。主要因為分子鏈上含有的羥基之間易生成氫鍵,使分子間作用力加強,分子鏈堆積更為緊密,結(jié)晶度較高,從而具有優(yōu)異的阻隔性能。
1. 生產(chǎn)工藝
乙烯醇單體極易異構(gòu)成乙醛,無法穩(wěn)定存在,因此EVOH無法由乙烯和乙烯醇直接共聚得到。工業(yè)上一般先由乙烯、VAM共聚得到乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVAc),然后EVAc進一步皂化得到EVOH 樹脂。聚合段是在4MPa-6MPa壓力下,以C1-C4的低級醇(如甲醇)為溶劑,VAM與乙烯發(fā)生自由基共聚反應(yīng),生成EVAc;皂化段以甲醇為溶劑,強堿作催化劑,醇解得到EVOH。
目前,生產(chǎn)企業(yè)在聚合段全部采用適于生產(chǎn)高VAM含量聚合物的溶液聚合工藝;皂化段以連續(xù)均相醇解工藝為主,日本合成化工公司則對間歇非均相醇解研究較為深入。聚合和皂化段的控制是工藝難點。
2. 下游應(yīng)用
作為高阻隔材料,EVOH下游應(yīng)用非常廣泛。在包裝領(lǐng)域,EVOH可作為復合膜中間阻隔層,應(yīng)用于食品、農(nóng)藥、溶劑、化妝品、保健品等各類場景的硬性和軟性包裝中;在汽車領(lǐng)域,用作汽車燃油箱、汽車燃油管的阻隔材料;在建筑領(lǐng)域,作為管道材料,用于家用地暖管以及城市集中供熱系統(tǒng)中的絕熱管材;此外,EVOH還用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、紡織、機械制造等領(lǐng)域。

(1)汽車用結(jié)構(gòu)材料
汽車燃油箱。EVOH用于多層塑料油箱。一般采用多層共擠技術(shù)將EVOH樹脂、高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)粘結(jié)劑共混制造六層塑料油箱,其抗燃油滲透能力突出,對汽油滲透量可降至0.2g/24h,對汽油、甲醇、乙醇燃料的滲透量可降至0.7-1.2g/24h,除此之外,相比于金屬油箱,其重量更為輕便,可塑性優(yōu)良,可設(shè)計成各種形狀,使車身底盤布局等汽車外觀更易符合消費者需求。
汽車燃油管。在汽車燃油系統(tǒng)中,多層燃油管使用尼龍12為基礎(chǔ)材料,再加入氟碳樹脂或EVOH為襯層,可大幅提升對燃油蒸氣溢出的阻隔性能,從而代替含鹵素的聚合物材料而被燃油系統(tǒng)廣泛運用。
(2)包裝材料
食品包裝。食品包裝中普通塑料包裝材料氧氣極易透過,導致食品氧化腐敗變質(zhì)。而EVOH由于極佳的氧氣阻隔性、環(huán)保性,成為食品包裝領(lǐng)域的必備材料,在食品業(yè)中用于無菌包裝、熱罐和蒸煮袋,包裝奶制品、肉類、果汁罐頭和調(diào)味品。尤其EVOH 對氧氣具有優(yōu)異的阻隔性能,大大延長了食品保鮮期。
非食品包裝。EVOH因其良好的耐有機溶劑性,可用于保健品、農(nóng)藥、化妝品、牙膏等產(chǎn)品的包裝。特別是對于那些會對環(huán)境造成嚴重污染的化學品,如二甲苯、苯和農(nóng)藥,采用EVOH樹脂作為包裝材料能夠有效防止化學品的溢出,從而起到關(guān)鍵的防護作用。
(3)管道材料
家用地暖管道。EVOH基于其出色的耐候性和阻氣性,可在建筑領(lǐng)域作為優(yōu)良的供暖管道材料。市場上流通的耐熱聚乙烯、聚丁烯-1等阻氧型管道都需要通過添加EVOH樹脂作為阻氧層最終獲得多層結(jié)構(gòu)的阻氧管。EVOH阻氧管能阻隔氧氣滲入管道系統(tǒng),從而防止供暖系統(tǒng)內(nèi)的金屬部分腐蝕生銹,大大延長整個供暖系統(tǒng)中金屬閥門、開關(guān)、鍋爐、分集水器等金屬件的使用壽命。目前市場上有兩種阻氧管材,三層阻氧管(外阻氧管)和五層阻氧管(內(nèi)阻氧管),均采用EVOH作為阻氧層。三層阻氧管阻隔層位于外側(cè),易發(fā)生剮蹭,造成阻氧層滲漏;五層阻氧管阻隔層位于中間,對阻隔層保護性更高。
絕熱管道。在城市集中管道供熱系統(tǒng)的絕熱管材中,EVOH樹脂可以與PUR絕熱泡沫粘接在一起。通過增加EVOH樹脂層,能夠大幅減緩PUR泡沫層受滲入氧氣的影響導致的絕熱性能下降。既能維持管道的絕熱性能,又可避免長期使用導致的傳熱效率下降。
(4)其他應(yīng)用
除此之外,EVOH還可以在農(nóng)作物種植中用作土壤熏蒸膜;在醫(yī)藥耗材中用作栓塞、選擇性滲透膜;在服裝中用作紡織材料;以及在機械制造中用于樹脂改性劑等。
以土壤熏蒸薄膜應(yīng)用為例。農(nóng)作物生產(chǎn)中添加的土壤熏蒸劑容易揮發(fā),在熏蒸處理過程中,需要通過覆蓋薄膜來抑止從土壤中揮發(fā)散失。采用含EVOH樹脂的多層薄膜因其優(yōu)異的阻隔性,熏蒸劑幾乎不會揮發(fā)散失,減少了農(nóng)場里熏蒸劑的使用量,同時也提高了熏蒸效果,通過避免熏蒸劑的泄漏,還可以縮小對周邊居住環(huán)境的影響。最終在不犧牲農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量的同時,又可以削減成本。
02 全球EVOH行業(yè)回顧
由于對原料質(zhì)量和工藝控制要求較高,世界上生產(chǎn)EVOH樹脂的企業(yè)較少,市場主要被日本可樂麗(Kuraray)、三菱化學(Mitsubishi Chemical)(子公司日本合成化工Nippon Gohsei)、臺灣長春(Chang Chun Petrochemical)和中石化川維4家企業(yè)壟斷。EVOH的生產(chǎn)工藝與聚乙烯醇(PVA)相近,全球僅有的4家生產(chǎn)商均是PVA生產(chǎn)廠家。
2024年,全球EVOH產(chǎn)能合計21.45萬噸/年,消費量在19.0萬噸上下,裝置開工率高,產(chǎn)品供不應(yīng)求。中石化川維于2024年6-7月完成1.2萬噸/年工業(yè)化裝置的調(diào)試,正式投產(chǎn)批量出貨,填補了中國大陸地區(qū)EVOH大規(guī)模供應(yīng)的空白。

消費方面,北美是最大的EVOH消費市場,約占全球總消費量的40%,歐洲市場占比約27%,其余消費市場集中于東北亞地區(qū),其中,中國和日本消費量占比分別為16%和8%。
因中國EVOH消費增速長期快于世界平均增速,在2020年前基本確立的產(chǎn)能分布格局已無法滿足亞太地區(qū)的需求,中國、東南亞及印度是主要的凈進口市場,日本和中國臺灣地區(qū)的出口產(chǎn)品不足以支撐消費,需要北美地區(qū)產(chǎn)品補足。
03 中國EVOH市場回顧
1. EVOH國產(chǎn)化進程慢,價格高,周邊地區(qū)供應(yīng)量不充裕,消費增速中等偏快
EVOH在歐美已普遍使用,但在我國,長期以來價格居高不下,其使用成本過高,加上國內(nèi)對食品包裝材料的性能要求不高(包括其阻隔性能),EVOH的應(yīng)用規(guī)模亦受到一定限制。
2021-2024年,中國EVOH消費量穩(wěn)步增長,年均增速5.8%,2024年達到約3.2萬噸。主要消費領(lǐng)域集中在食品和藥品包裝,其后依次為農(nóng)藥瓶、汽車油箱、地暖管和日化包裝等。

●食品和藥品包裝:
EVOH在食品包裝中的應(yīng)用包括食品包裝膜、包裝托盤(片材)及調(diào)料瓶等;醫(yī)藥領(lǐng)域包括藥瓶、儲液袋、藥品包裝膜及擠壓軟管等,其中膜材占據(jù)絕對主導。盡管歐洲有使用易回收單一材料包裝(指單一材料質(zhì)量占比在95%以上)的趨勢,也有僅添加5%左右EVOH的PE包裝膜的報道,但在中國,EVOH包材基本為多層復合結(jié)構(gòu),添加量在15%-45%之間。最常見的產(chǎn)品是5層復合包裝膜——外層/粘結(jié)劑/EVOH/粘結(jié)劑/內(nèi)層,內(nèi)外層可以是PE或聚酰胺(PA)等膜材。目前,下游食品和藥品廠商難以負擔EVOH的高成本,少有在非剛需情況應(yīng)用EVOH的案例。我國食品包裝行業(yè)已高度成熟,年均增長率僅有1%-2%,但EVOH作為一種高性能阻隔材料仍具有兩方面的增長潛力。其一是食品包裝對氣體阻隔性能要求的提升,如外賣、預制菜等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新食品開發(fā);其二在于EVOH國產(chǎn)化進程的推進,將同外資企業(yè)開展競爭,未來價格或有顯著降低的機會,從而推動其在食品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用。
●農(nóng)藥瓶:
常用的農(nóng)藥瓶阻隔材料有PA和EVOH。農(nóng)藥中涉及危險化學品的產(chǎn)品種類較多,對于氣體阻隔性要求高,EVOH在氣體阻隔性上遠超PA,已成為農(nóng)藥瓶中最主流的阻隔層材料。農(nóng)藥瓶使用的EVOH主要是乙烯含量32%和38%的通用牌號。我國是全球最大的農(nóng)藥生產(chǎn)國和出口國,未來全球農(nóng)藥消費相對較為穩(wěn)定,國內(nèi)農(nóng)藥產(chǎn)量預計保持平緩增長,EVOH在該領(lǐng)域應(yīng)用成熟,份額擴張或縮水的可能性不大,將同步保持平緩增長。
●汽車油箱:
在汽車輕量化趨勢下,塑料油箱正逐步替代鋼制油箱。EVOH是乘用車多層復合塑料油箱中阻隔層的必需材料,與高密度聚乙烯(HDPE)共混,用量通常為油箱總重量的1%-3%,目前尚無競爭產(chǎn)品。汽車油箱曾是我國EVOH消費量第二大的應(yīng)用領(lǐng)域。過去幾年,我國乘用燃油車產(chǎn)銷量連年減少,導致該領(lǐng)域EVOH消費量逐漸下降。未來,受電動汽車市場滲透率迅速提升的影響,國內(nèi)燃油車產(chǎn)銷量持續(xù)下滑,EVOH在該領(lǐng)域的消費量也將相應(yīng)減少。
●地暖管:
EVOH在地暖領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中于水暖型地暖管中。隨著國內(nèi)居民對家居環(huán)境需求的提高,水暖型地暖作為地暖的主要類型得到一定的發(fā)展。然而,由于EVOH成本太高,阻氧管在國內(nèi)普及程度不高,僅北京市強制使用阻氧型地暖管,過去幾年消費增速僅有2.5%。未來,如果EVOH價格顯著降低,其在地暖管領(lǐng)域的消費量有望持續(xù)增加。
2. 中石化川維EVOH工業(yè)化裝置投產(chǎn),中國市場供應(yīng)格局改變
中石化川維自2011年前后開始發(fā)展EVOH業(yè)務(wù),歷經(jīng)十余年研發(fā)調(diào)試,工業(yè)化裝置在2024年6月建成投產(chǎn),產(chǎn)品于下半年進入市場。
2011年,中石化川維開始進行EVOH項目的前期研究,?并在中石化科技開發(fā)部正式立項;主要工作包括聚合與醇解工藝技術(shù)研究、?分析表征方法研究和加工應(yīng)用試驗等。
2019年,川維500噸/年中試裝置成功產(chǎn)出合格產(chǎn)品?,標志著川維?成為全球第四家掌握EVOH生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè),并向市場進行小批量供貨。
歷經(jīng)4年的不斷調(diào)試和改進,2024年川維1.2萬噸/年的工業(yè)化裝置正式投產(chǎn),打破了中國大陸市場幾乎完全由日本和中國臺灣企業(yè)占據(jù)的局面。
2024年,長春石化在中國大陸市場占據(jù)大部分市場份額,剩余市場以可樂麗和三菱的產(chǎn)品為主。川維的產(chǎn)品在下半年放量后快速進入包裝領(lǐng)域,尤其是多層復合瓶。
3. 北美醋酸價格影響消退,中國EVOH價格有所回落但仍處高位
2021-2024年,中國大陸EVOH主流牌號均價先漲后跌,2022-2023年處于多年以來的最高水平。2022年6月,美國三大醋酸生產(chǎn)商塞拉尼斯、英力士、利安德巴賽爾因原料供應(yīng)中斷或其他不可抗力因素導致醋酸裝置停車,停車產(chǎn)能約為270萬噸/年,占比約為全美醋酸產(chǎn)能的90%。全球EVOH主產(chǎn)區(qū)美國VAM價格大幅上漲,疊加EVOH供應(yīng)偏緊,其市場價格節(jié)節(jié)攀升,最高價格達到100元/千克以上。以可樂麗為例,其亞太地區(qū)報價在兩年期間累計上漲幅度達3.3美元/千克。2023年以來,原料價格雖有所回落,但EVOH價格仍處高位,主流牌號價格保持在60元/千克以上。

04 未來展望
1. 瞄準亞太市場潛能,海內(nèi)外企業(yè)齊加碼建設(shè)
在近年亞太市場消費潛力的刺激下,截至2025年3月底,全球共有6家企業(yè)正在推進EVOH項目,新建產(chǎn)能集中在亞太地區(qū)。其中4家企業(yè)為現(xiàn)有參與者,2家企業(yè)為中國大陸新進入者。可樂麗計劃在歐美市場小幅擴產(chǎn),并在新加坡新設(shè)工廠集中供應(yīng)亞太地區(qū),以上產(chǎn)能預計將于2026年前投產(chǎn)。三菱化學擬擴大其英國工廠產(chǎn)能,預計將于2025年投產(chǎn)。長春石化在臺灣地區(qū)已規(guī)劃了多達6萬噸/年的新建產(chǎn)能,該項目尚在推進中。
在我國多個新材料領(lǐng)域“十四五”規(guī)劃中,都明確提到了EVOH產(chǎn)業(yè)的發(fā)展計劃。2023年12月,國家發(fā)改委出臺《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄(2024年本)》,將EVOH樹脂列入鼓勵發(fā)展類。
在首套裝置外售產(chǎn)品取得成功后,中石化川維憑借在國內(nèi)的先發(fā)優(yōu)勢開始啟動建設(shè)2.4萬噸/年的EVOH二期項目,以進一步加強在中國市場的競爭力。皖維高新是中國聚乙烯醇的主要生產(chǎn)企業(yè)之一,具備研發(fā)EVOH技術(shù)的實力,其自主研發(fā)技術(shù)已完成中試,工業(yè)化裝置建設(shè)在即。榮盛新材料規(guī)劃了5萬噸/年的EVOH項目。此外,山東海科與斯爾邦也在開展EVOH生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)工作。2024年6月,廣西自由貿(mào)易試驗區(qū)欽州港片區(qū)管委會發(fā)布2萬噸/年EVOH項目,作為廣西欽州投資合作重點項目,建設(shè)地為欽州石化產(chǎn)業(yè)園。

2. 食品包裝領(lǐng)域驅(qū)動,中國EVOH市場需求將保持較快增長
EVOH下游應(yīng)用廣泛,食藥包裝領(lǐng)域占比達65%,是整體需求增長的主要驅(qū)動力,其他應(yīng)用領(lǐng)域消費占比低、增長速度相對較慢。2021-2023年期間,全球與中國EVOH價格大幅上漲,食品包裝等對原料價格敏感的需求受到抑制;未來隨著EVOH價格逐步回落,潛在需求將得以釋放。此外,食品加工業(yè)新興市場(如預制菜、外賣)和新產(chǎn)品都會為食品包裝材料及EVOH需求帶來新的增長點。
基于以上判斷,到2028年我國EVOH的消費量預計將增至4.0萬噸,2024-2028年年均增長6%左右。
2025-2028年期間,國內(nèi)有多家企業(yè)正在推進EVOH技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作,但除中石化川維外,其他企業(yè)技術(shù)成熟度較低,未來3年內(nèi)預計進口依賴度仍較高。此外,外資品牌在亞太地區(qū)產(chǎn)能大量擴張,若需求增長不達預期,國內(nèi)EVOH市場或面臨價格競爭。
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會 中華人民共和國工業(yè)和信息化部 中華人民共和國應(yīng)急管理部 中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部 中華人民共和國科學技術(shù)部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務(wù)部 中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會
江蘇省發(fā)展和改革委員會 江蘇省工業(yè)和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態(tài)環(huán)境廳 江蘇省科學技術(shù)廳 江蘇省商務(wù)廳 江蘇省應(yīng)急管理廳 江蘇省市場監(jiān)督管理局 江蘇省統(tǒng)計局
北京市化學工業(yè)協(xié)會 天津市石油和化工協(xié)會 遼寧省石油和化學工業(yè)協(xié)會 內(nèi)蒙古石油和化學工業(yè)協(xié)會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業(yè)協(xié)會 山西省化學工業(yè)協(xié)會 吉林省能源協(xié)會 黑龍江省石化行業(yè)協(xié)會 浙江省石油和化學工業(yè)行業(yè)協(xié)會 安徽省石油和化學工業(yè)協(xié)會 福建省石油和化學工業(yè)協(xié)會 江西省石油和化學工業(yè)協(xié)會 河南省石油和化學工業(yè)協(xié)會 湖北省石化行業(yè)協(xié)會 湖南省石油化學工業(yè)協(xié)會 廣東省石油和化學工業(yè)協(xié)會 海南省石油和化學工業(yè)行業(yè)協(xié)會 四川省化工行業(yè)協(xié)會 貴州省化學工業(yè)協(xié)會 云南省化工行業(yè)協(xié)會 陜西省經(jīng)濟聯(lián)合會 甘肅省石化工業(yè)協(xié)會 青海省化工協(xié)會
電話:協(xié)會:025-8799064 學會:025-86799482
會員服務(wù)部:025-86918841
信息部:025-86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
蘇公網(wǎng)安備 32010502010057號
備案號:蘇ICP備2026013520號-2 “堅決打贏禁毒人民戰(zhàn)爭”專欄—法律法規(guī)
電話:025-8799064
會員服務(wù)部:86918841
信息部:86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
蘇公網(wǎng)安備32010502011424號
電話:025-86799482
會員服務(wù)部:86918841
信息部:86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
蘇公網(wǎng)安備32010502011422號