化工新材料是第四次工业革命的基础，我国如何实现快速发展？
文章来源：贤集网 更新时间：2023-03-31 15:54:41
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新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提 高或产生新功能的材料。 新材料产业是战略性、基础性产业，是第四次工业革命的基础，也是高技术竞争的关键领域，已经成为国家竞争力的重要体现。 化工新材料是化学工业中最具发展活力和发展潜力的新领域，是国民经济建设所需的关键材料。其产业链上游为石油炼化及中间体，包括乙烯、丙烯、对二甲苯、己内酰胺等各类原料和中间体炼化生产；产业链中游为化工新材料制造，以高性能合成树脂、橡胶材料、特种合成纤维、功能纤维材料、生物化工材料五大类为主，包括工程塑料、分离膜材料、导电高分子、仿生高分子材料等生产制造；产业链下游为应用领域，集中在于交通运输、医疗卫生、电子信息、国防军工、航空航天、新能源等诸多领域。 新材料产业的五大材料 工程塑料 工程塑料种类繁多且应用广泛，其优异的性能常被用来代替金属材料。塑料按照分子结构和热性能差异可分为通用塑料、工程塑料和高性能塑料，通用塑料包含PE、PP、PVC、PS和ABS等品种；工程塑料包括聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）、聚苯醚（PPO）和聚酯（PET/PBT）等；高性能塑料包括聚苯硫醚（PPS）、 聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚砜（PSU）和聚酰亚胺（PI）等。 目前国内工程塑料领域存在部分通用工程塑料自主核心技术较弱、原材料技术瓶颈受限，以及特种工程塑料、高性能工程塑料技术空白或规模化生产能力不足等问题。未来随着工程塑料市场下游专用精细化产品需求旺盛，高性能产品国产化进程加速，以聚苯醚（PPE/PPO）轻量化工程塑料、聚苯硫醚（PPS）特种工程塑料等为代表，国产化水平低且应用领域广泛的产品，将成为行业突破重点。 工程塑料广泛应用于电子、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业。以塑代钢代木已成为国际趋势。工程塑料已成为当今世界塑料工业发展最快的领域。它的发展不仅支撑了民族支柱产业和现代高新技术产业，而且促进了传统产业的改造和产品结构的调整。 在我们生活和学习的环境中，工程塑料也已经被广泛应用于微电脑、录像机、空调器、照相机等高档商品上。 聚烯烃弹性体 聚烯烃弹性体（POE）指α-烯烃含量大于20%的乙烯和长链α-烯烃无规共聚物，POE的特殊结构赋予其良好的弹性、热塑性和透明性等特点，可作为轻量化抗冲击改性材料、耐用电缆材料、光伏电池长寿命封装材料等。 POE有着极低的结晶度，密度很低，分子量分布窄，玻璃催化温度低等特征。这些特征使得其对无机填充物有着良好的包容性，并具有良好的回弹性和柔韧性等，且其硬度很低，在改性塑料领域有着广泛的应用。 由于弹性体具有优异的聚烯烃相容性，因此常作为TPO的增韧改性剂，可生产各类柔韧制品，当然弹性体也可以直接生产柔韧制品；聚烯烃可用于吹塑或旋转模塑的部件、玩具、机械和电气保护电子设备中的连接热缩管；聚烯烃片材或泡沫塑料可用于多种包装应用中，有时可与食品直接接触。 聚烯烃弹性体POE在模制的柔性泡沫技术中用作主要成分，例如在制造鞋类，座垫，扶手，水疗枕头等中。使用氢化聚α-烯烃（PAO）作为雷达冷却剂；聚烯烃废料可以转化为许多不同的产品，包括聚合物，石脑油，清洁燃料或单体。 碳纤维材料 碳纤维由聚丙烯腈（PAN）或沥青、粘胶、酚醛基等有机纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主链结构无机纤维，目前全球90%以上碳纤维由聚丙烯请（PAN）制造。碳纤维具有优异的力学性能和化学稳定性，具备密度低、高强度和高模量等优势。 碳纤维最主要的应用形式是作为树脂材料的增强体，所形成的碳纤维增强树脂（CFRP）具有优异的综合性能，其在导 弹、空间平台和运载火箭，航空器，先进舰船，轨道交通车辆，电动汽车，卡车，风电叶片，燃料电池，电力电缆，压力容器，铀浓缩超高速离心机，特种管筒，公共基础设施，医疗和工业设备，体育休闲产品，以及时尚生活用具等十六个领域，有着实际和潜在的应用。 航空领域：用于航天飞行器能有效降低运载火箭的燃料消耗；汽车领域：碳纤维材料能用于代替汽车中的钢材，减轻汽车整体重量；风力发电领域：使用碳纤维材料制作能降低重量，提升风力发电强度。 医疗领域：碳纤维材料透光性较好，在射线相关的医疗设备中有较多应用。体育用品：我们日常生活中的钓鱼竿、高尔夫球杆、自行车、球拍、滑雪杆等都采用的是碳纤维，这种纤维能够更好的保障物品的使用度；生活领域：我们在日常生活中，有时候也用碳纤维制作各种各样的用品，这些纤维能够更好的保障物体的使用时间的长久性。 超高分子量聚乙烯纤维 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维由分子量在100万以上的聚乙烯树脂纺出，断裂伸长率高于碳纤维和芳纶，柔韧性好，在高应变率和低温下力学性能仍良好，是理想的防弹、防刺安全防护材料，也是继碳纤维和芳纶纤维之后的第三代高性能纤维，目前工业化纤维中强度和防弹性能最高的纤维。 该纤维已经广泛应用于武 器研发、航空航天、航海、电子、兵器、造船、建材、体育、医疗等诸多领域，国际市场每吨价格高达3万美元以上。因此高性能纤维的发展是一个国家综合实力的体现，也是建设现代化强国的重要物资基础。上世纪90年代以后，生产该类纤维的美国、日本、荷兰等国明确规定，对社会主义国家实行技术封锁和军备产品统筹禁运。中国在突破关键技术后，近几年在该领域发展迅猛。 在国防军需装备方面，由于该纤维的耐冲击性能好，比能量吸收大，在军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材料，如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导 弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌、降落伞等，其中以防弹衣的应用最为引人注目。 在工业应用中，该纤维及其复合材料可用作耐压容器、传送带、过滤材料、汽车缓冲板等；建筑方面可以用作墙体、隔板结构等，用它作增强水泥复合材料可以改善水泥的韧度，提高其抗冲击性能。由于UHMWPE具有优良的耐磨性、耐冲击性，它在机械制造行业中得到广泛应用，可制作各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、削轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉等机械零部件。 半导体材料及半导体光刻胶 按照品种分类，半导体材料中硅晶圆、掩模版、电子气体、光刻胶及配套试剂占据主流市场86%份额，随着IC产业链自主可控重要性凸显，材料领域迎来发展机遇，半导体材料作为IC制造的重要部分，有望迎来行业规模和自给率提升的双重受益。 半导体主要应用在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用、大功率电源转换等应用领域。半导体是一种在常温下它的导电性能介于导体和绝缘体之间的一种材料，在科技和经济发展中，半导体都是非常重要的存在。 我国光刻胶行业起步较晚，生产能力主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD光刻胶等中低端产品，其中PCB光刻胶占比达94%。先进制程半导体光刻胶方面，g/i线胶自给率约10%，KrF胶自给率不足5%，ArF胶基本依靠进口，而EUV胶还仍处研发阶段。而随着半导体产业链配套需求的提升，国内一批优秀的龙头公司正积极突破，EUV胶方面，北京科华已通过02专项验收；ArF胶方面，上海新阳、徐州博康正处于客户测试阶段，南大光电已获部分客户认证。 光刻胶领域里，光刻胶的制造环节处于中游，上游主要依托基础化工原料，生产树脂、光引发剂、溶剂、单体等电子化学品；中游包括PCB光刻胶、面板光刻胶和半导体光刻胶的制备；下游为印刷电路板、显示面板和电子芯片，广泛应用于消费电子、航空航天、军工等领域。 我国化工新材料产业如何快速发展？ 近几年，我国化工新材料产业发展迅猛，产业规模及综合自给率得以显著提升，但我国在高端产品领域关键核心技术仍亟需取得突破。经过多年科技攻关，我国在高端合成树脂、橡胶、纤维以及膜材料等领域自给率较高，但在关键单体、中间体及精细化工产品领域自给率仍需提高。此外，我国在化工新材料的科技水平和产业化与应用程度上还存在着许多短板和不足，制约了我国化工新材料产业的技术创新与高质量发展。对此，王百森建议从资金、平台建设、投资引导和市场生态建设等四个方面助力我国化工新材料产业发展。 一是加强化工新材料创新领域的资金统筹规划。整合企业、科研机构的科技经费，各级各类政府资金、创业投资和政府出资产业投资基金等，创新政府资金支持方式，建立社会化工新材料产业融资服务平台，加大对战略性化工新材料的研发、生产以及示范应用项目的支持力度，集中力量突破关键技术，提升化工材料产业共性技术创新能力。 二是加强化工新材料创新领域的平台和联盟建设。依托各央企主业优势，以企业为主体、市场为导向，引领、带动石化行业各企业、科研院所及高校参与国家级创新平台和联盟的组建。通过建设数据资源共享平台等方式，实现“产学研用”深度融合，提升新材料技术及产品研发质量及效率，推动化工新材料关键技术成果转化。 三是加强化工新材料创新领域的投资引导。避免热门新材料领域产能集中建设，造成低端投资过剩，高端投资不足。加大培育新材料细分领域“隐形冠军”，在细分领域、小批量多品种领域形成投资蓄水池。 四是加强化工新材料创新领域的市场建设。加强各项市场政策的运用，降低化工新材料市场准入门槛。同时为企业创造公平、透明的化工新材料市场竞争环境，进一步完善化工新材料各项产品进出口关税、退税及各类贸易政策，优化化工新材料进出口产品结构。 另外，戴和根指出要加快化工新材料核心技术攻关。 中国是化学工业大国，化学工业产值连续12年排名世界第一，占全球化学工业销售额的40%以上，销售总量超过美国、欧洲和日本的总和。 戴和根表示，与发达国家和地区相比，我国化工新材料在供应保障能力上差距明显。例如，2021年，虽然，国内化工新材料产业规模达到9616亿元，市场总消费规模约为1.2万亿元，但化工新材料进口额约500亿美元，占化工产品总进口额的15%，自给率为74%。个别产品供给严重不足，例如液晶材料自给率只有9%，光刻胶、辛烯及乙烯辛烯弹性体自给率不足5%，超高压高净电缆专用料等产品还存在技术空白。 化工新材料的发展和技术水平直接关系到高端制造领域、新一代信息技术、新能源与战略性新兴产业、航空航天等领域的水平和竞争力，甚至直接推动并影响着新一轮科技革命和产业变革的速度与进程。发展高附加值的化工新材料和高端化学品是我国从“石化大国”向“石化强国”迈进，实现高质量发展的必由之路。 在戴和根看来，国内化工新材料应用技术研究起步晚，相关企业实力较国际水平仍有较大差距，化工新材料供应能力仍有短板，部分材料不掌握核心技术且国外严格限制技术转移，部分材料只能生产中低端牌号或质量无法满足要求，个别材料合成工艺成熟，但上游原料无法生产，新产品的认证门槛高、周期长，制造业企业替换进口材料的意愿不强。对此，戴和根建议，组织生产企业、应用企业、科研单位进行系统攻关，在各细分领域建立创新联合体和攻关平台，特别要发挥国有企业的资源、技术、人才优势，在相关领域建立原创技术策源地和现代产业链链长。与此同时，支持国产新材料的首批次应用、市场推广，鼓励和引导下游企业使用国产材料。 加快全球化、全链条产业布局也非常关键。戴和根建议，整合各国能源资源优势、技术优势、人力资源优势和市场优势，与国际供应商和客户加强合作，积极投资于新兴市场，强化国际品牌和海外营销网络建设，建立覆盖上游能源产品、大宗石化产品、高附加值化工新材料和精细化学品的全产业链，推动国内化工石化产品尤其是化工新材料产品扬帆出海。 原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_524652.html 来源：贤集网 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。 |
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