化工新材料：百舸争流千帆竞

    在我国石油和化学工业由大规模制造转向高质量制造的过程中，以往国内企业渗透率较低的新材料领域创新成果如雨后春笋般不断萌生，己二腈、聚烯烃弹性体(POE)、碳纤维、生物降解塑料等新材料研发百舸争流、千帆竞发的局面令人振奋。在4月20日于上海召开的第六届校企科研工作交流对接会暨中国石油和化学工业联合会2023年科技工作会上，石化联合会科技与装备部副主任罗其明对此进行了梳理和盘点。

一、关键有机原料取得突破

己二腈是尼龙66的重要原料，生产技术难度大，此前该产品市场主要被美国英威达公司垄断。近些年随着我国化纤、工程塑料等领域的迅猛发展，尼龙66应用的领域更加广阔，一批国内企业在己二腈的研发和产业化上陆续取得突破，己二腈项目纷纷上马。

罗其明介绍说，国内在己二腈的研发上主要有两条技术路线，即己二酸法和丁二烯法。

重庆华峰集团采用己二酸法工艺在2020年建成10万吨级装置的基础上，目前正在建设20万吨级己二腈装置。

丁二烯法也是英威达采用的技术，具有工艺路线短、原料成本低、产品质量好等优势。中国化学天辰齐翔新材料有限公司经过多年研发，采用丁二烯直接氢氰化法技术建设的20万吨/年己二腈装置也已打通全产业链并成功开车。

另据记者了解，神马股份建设的5万吨/年丁二烯法己二腈项目也将于今年年底投料试车。

二、聚烯烃高端品种国产化

“我国具有自主知识产权的气液法聚乙烯工艺和环管式聚丙烯工艺均已实现国产化。POE和超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)等高端聚烯烃产品按下投产‘加速键’。”在谈到聚烯烃高端品种的研发进展时，罗其明如是说。

POE是合成材料中密度最低的材料之一，是新一代光伏胶膜制备的关键核心材料。20年前就着手攻关POE工业化技术的中国石化如今迎来收获期。记者了解到，在刚刚闭幕的第35届中国国际橡塑展上，中国石化发布的“专精特新”系列新品中就包括POE弹性体，中国石化成为国内首家具有POE成套自主知识产权的技术专利商。

同时，万华化学等也具备了POE产业化攻关条件。数据显示，截至2023年3月，国内拟在建POE年产能已达到210万吨，未来2~3年，我国即将迎来POE的投产热潮。

UHMWPE凭借其优异的产品性能，近几年得到了更多石化、能源企业的关注。据记者了解，自2022年7月以来，大庆石化、江苏斯尔邦、上海化工研究院以新投产或扩能的形式进入UHMWPE行业。其中大庆石化产品方向主要是锂电池隔膜料，江苏斯尔邦2万吨/年装置的产品方向同样也是以锂电池隔膜料及纤维料为主，上海化工研究院3万吨/年新装置产品方向以纤维料、锂电池隔膜料和熔融纺丝专用树脂料为主。

就在刚刚过去的3月，上海化工研究院3万吨级淤浆环管连续法UHMWPE装置投产，标志着我国在这项世界首创的工艺技术方面实现了重大突破，可为更高品质的超高纤维、锂电池隔膜提供基础树脂。

三、生物降解材料技术引领

禁限塑令的推行为生物降解材料的研发和生产再添“一把火”。据罗其明介绍，目前我国已掌握了聚乙醇酸(PGA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚对苯二甲酸—己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等工业化生产技术，涵盖了生物降解塑料的主要品类，并已建成世界上生物降解塑料品种最齐全的工业体系。

PLA是目前研究和应用最多的可降解材料，关键技术在国内已经取得突破，可完全与进口产品进行市场竞争。另外还有多个新品种可降解树脂均在我国首次实现产业化，如PGA、聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚丁二酸丁二醇酯(PBST)以及我国首创的生物降解聚酯橡胶。

据记者了解，上海东庚公司在乙交酯开环聚合法PGA路线上形成了自主技术，可以获得医用级别PGA；北京化工大学先进弹性体材料研究中心突破了高相对分子质量多元共聚聚酯橡胶连续化生产工艺难题，开发出生物基可降解聚酯橡胶材料，并完成了千吨级连续化中试试验。

四、合成橡胶新工艺填补空白

溶聚丁苯橡胶官能化改性是目前溶聚丁苯橡胶领域研究的热点，可大大提升橡胶制品的性能，但目前国内尚未有工业化产品推出。2021年5月，中国石油和同济大学、大连理工大学合作开发出官能化溶聚丁苯橡胶合成技术，并在独山子石化建成国内首套官能化溶聚丁苯橡胶装置，产品已应用于绿色轮胎胎面胶。

氯丁橡胶是国民经济及国防工业重要的战略物资之一。但丁二烯法生产氯丁橡胶工艺流程复杂，核心装备技术难度大。晋胶高新技术(上海)有限公司啃下了这块“硬骨头”，开发出丁二烯法氯丁橡胶新工艺，并完成中试。“该工艺与我国传统电石法工艺相比，无论生产成本还是产品品质均可实现全面超越。”罗其明说。

五、工程塑料和特纤亮点突出

被称为“新材料之王”的碳纤维是国民经济和国防建设不可或缺的战略性新材料，我国目前已成为继日本、美国之后第三个掌握高性能碳纤维技术的国家。“我国T300级碳纤维已达国外同类产品的水平；T700级、T800级碳纤维已实现工业化生产；T1000级和M55J级碳纤维关键技术实现突破，已开始小批量生产。”罗其明介绍说。

高强高模聚酰亚胺纤维在航空、航天、电子、防护等高端领域具有广阔的应用前景。北京化工大学开发出高强高模聚酰亚胺纤维生产技术，采用该技术建成国内外首条百吨级规模的高强高模聚酰亚胺纤维生产线，并形成系列化产品。

此外，大连理工大学开发的杂萘联苯型聚芳醚酮、中科院大连化物所开发的酚酞类聚芳醚酮也均为世界首创，并全部建成了产业化装置。

六、电子化学品进步较快

新能源产业的快速崛起让电子化学品迎来发展契机，国内众多企业的竞相进入推动电子化学品技术取得较快进步。

    近些年我国工业级、食品级磷酸产能过剩，但超高纯电子级磷酸等芯片制作的关键材料却完全依赖进口。兴发集团经过10多年不懈努力，开发的超高纯电子级磷酸实现了磷酸纯度从“3个9”到“9个9”的级别提升。

电子级氢氟酸主要用于集成电路和超大规模集成电路芯片的清洗和腐蚀领域，国内电子化学品龙头企业之一的多氟多在2022年5月正式进入台积电合格供应商体系，开始向其批量交付以半导体级氢氟酸为主的高纯电子化学品材料。

此外，苏州晶瑞研发生产的双氧水、硫酸等一批湿电子化学品，昊华气体、中船718所的三氟化氮，太和气体的高纯氯气、氯化氢，江苏雅克的前驱体特气，湖北鼎龙的抛光垫等电子化学品也均已满足先进制程的芯片制造要求。

“难度最大的先进制程芯片用氟化氩光刻胶的研发仍困难重重。”罗其明表示，尽管国内多家单位分别从树脂单体、光引发剂、溶剂到光刻胶进行全产业链攻关，但目前也仅有部分品种进入下游企业测试。