顧松園,竇悅珊,呂曉東,王 華
(中國(guó)石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司,北京 100029)
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,從量的擴(kuò)張轉(zhuǎn)向質(zhì)的提升,現(xiàn)階段,我國(guó)堅(jiān)持把高水平科技自立自強(qiáng)作為引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力?;ば虏牧献鳛槲覈?guó)戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),是高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵領(lǐng)域,積極培育和發(fā)展化工新材料產(chǎn)業(yè)有助于加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力,增強(qiáng)我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展新動(dòng)能。
近年來,我國(guó)化工新材料的發(fā)展受到了工業(yè)和信息化部等國(guó)家部委和行業(yè)協(xié)會(huì)的高度關(guān)注。2022 年2 月,中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)印發(fā)的《石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展指導(dǎo)意見》中強(qiáng)調(diào),“十四五”期間,行業(yè)將以推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展為主題,加快化工新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并提出“十四五”末,化工新材料產(chǎn)值占化工行業(yè)整體比重超過10%。2022 年4 月,工業(yè)和信息化部等五部門在聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》中提到,“十四五”期間要大力發(fā)展化工新材料和精細(xì)化學(xué)品,化工新材料保障水平達(dá)75%以上。
2022 年,我國(guó)化工新材料產(chǎn)值首次超過1 萬(wàn)億元,農(nóng)藥、染料、涂料等傳統(tǒng)精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)穩(wěn)居世界第一,產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。同時(shí),我國(guó)化工新材料國(guó)產(chǎn)化技術(shù)不斷突破,自給率也不斷提升,2022年我國(guó)化工新材料自給率約為56%。
按照材料性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域,將化工新材料分為九大類,分別為高性能聚烯烴、高性能纖維、高性能合成橡膠及彈性體、高性能膜材料、高性能工程塑料、高性能氟硅材料、可降解材料、專用化學(xué)品、精細(xì)化工及關(guān)鍵單體(見圖1)。
圖1 我國(guó)化工新材料分類
1.1.1 高性能聚烯烴領(lǐng)域
2023 年5 月,萬(wàn)馬高分子成功攻關(guān)110kV 聚丙烯(PP)電纜用絕緣料及屏蔽料配方技術(shù),新型電纜料在具備可塑化、可循環(huán)再利用等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),在耐溫、絕緣等關(guān)鍵性能上也得到大幅提升,現(xiàn)已成功在廣州掛網(wǎng)并安全運(yùn)行,標(biāo)志著我國(guó)綠色電纜正式進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段;2023年,拓烯科技作為國(guó)內(nèi)目前唯一突破環(huán)烯烴共聚物(COC)原料單體合成、高效能催化體系、聚合工藝和專利四大瓶頸的企業(yè),實(shí)現(xiàn)了我國(guó)COC首次工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)品折射率達(dá)到光學(xué)鏡片材料高折射的要求,打破國(guó)外技術(shù)壟斷,引領(lǐng)了我國(guó)高性能光學(xué)材料的進(jìn)口替代。電池軟包鋁塑膜是軟包鋰離子電池專用封裝材料,起到保護(hù)內(nèi)部電芯、隔絕外界環(huán)境的作用,我國(guó)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。2023 年11 月,中國(guó)石化成功解決影響軟包膜耐沖深、熱封和耐電解液性能的關(guān)鍵問題,開發(fā)出電池軟包用流延聚丙烯(CPP)薄膜專用料,并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),攻克了鋰電產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化的“最后一塊高地”。
1.1.2 高性能纖維領(lǐng)域
天辰齊翔作為國(guó)內(nèi)首套擁有工業(yè)化尼龍66(PA66)裝置完整產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)企業(yè),于2022 年克服了生產(chǎn)過程中主要組分間沸點(diǎn)接近、制備己二腈過程中產(chǎn)物分離純化困難的問題,成功自主研發(fā)了丁二烯直接氰化法生產(chǎn)己二腈工藝,填補(bǔ)了我國(guó)能生產(chǎn)PA66 但不能生產(chǎn)其原材料的空白,突破了國(guó)內(nèi)高端尼龍產(chǎn)業(yè)鏈的“卡脖子”難題。同年,中國(guó)石化自主研發(fā)了48K 大絲束碳纖維,成為國(guó)內(nèi)首家掌握大絲束碳纖維技術(shù)的企業(yè),實(shí)現(xiàn)了我國(guó)碳纖維從12K 到48K 的重大突破,并成功應(yīng)用于總長(zhǎng)377m的青島海口路跨風(fēng)河大橋。同時(shí),在中建八局長(zhǎng)深高速項(xiàng)目的氣膜結(jié)構(gòu)砂石料場(chǎng)中也實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,這也是碳纖維復(fù)合材料在氣承式膜結(jié)構(gòu)索網(wǎng)系統(tǒng)中的首次應(yīng)用,是迄今我國(guó)土木工程領(lǐng)域應(yīng)用的最長(zhǎng)碳纖維筋索。
1.1.3 高性能合成橡膠及彈性體領(lǐng)域
高頻覆銅板是高端電子電路基體材料,由高性能液體橡膠制備的高頻覆銅板具有信號(hào)傳播速度快、傳輸過程不失真等特性,中國(guó)石化采用自主研發(fā)技術(shù)于2023年10月順利產(chǎn)出高頻覆銅板用液體橡膠合格產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)我國(guó)高性能液體橡膠的首次國(guó)產(chǎn)化,為我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)安全提供了關(guān)鍵原材料支撐。近年來,中國(guó)石油牽頭承擔(dān)了我國(guó)高性能合成橡膠產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目,并成功實(shí)現(xiàn)了星型支化丁基/溴化丁基橡膠、官能化溶聚丁苯橡膠、窄分布支化稀土順丁橡膠的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及在輪胎中集成應(yīng)用的示范,打破了我國(guó)高性能輪胎制造對(duì)國(guó)外高端基礎(chǔ)橡膠原材料和先進(jìn)加工技術(shù)的依賴。
1.1.4 其他化工新材料領(lǐng)域
在近年關(guān)注度極高的電子化學(xué)品領(lǐng)域,2023年寧波南大光電國(guó)產(chǎn)干式及浸沒式以氟化氬為曝光光源的光刻膠(ArF 光刻膠)再次通過芯片制造企業(yè)的技術(shù)認(rèn)證,從最初應(yīng)用于50nm工藝,到目前已發(fā)展至滿足55nm平臺(tái)后段金屬布線層的工藝要求。在高性能氟硅材料領(lǐng)域,東岳集團(tuán)作為中國(guó)氟硅材料的龍頭企業(yè),2023年自主研制出在植入、介入和過濾等醫(yī)療器械領(lǐng)域不可替代的關(guān)鍵材料——生物醫(yī)用PTFE,并已成功應(yīng)用于毛細(xì)管、熱交換管、耐壓管以及特種流體輸送管等生產(chǎn)中,實(shí)現(xiàn)了醫(yī)用PTFE樹脂及制品的國(guó)產(chǎn)化。衛(wèi)星化學(xué)積極攻關(guān)聚合物關(guān)鍵單體領(lǐng)域,成功自主開發(fā)了乙烯四聚高選擇性制高純1-辛烯技術(shù),該技術(shù)整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,1-辛烯純度指標(biāo)優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品水平,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
近年來,國(guó)內(nèi)化工新材料企業(yè)正加速崛起,尤其是以地方企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)為代表的中堅(jiān)力量,不斷深耕各自細(xì)分領(lǐng)域,產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不斷攀升,成為我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生力軍。
1.2.1 萬(wàn)華化學(xué)
萬(wàn)華化學(xué)是全球聚氨酯(PU)行業(yè)的龍頭企業(yè)之一,也是我國(guó)最大的PU 制造商。憑借著不斷探索和在關(guān)鍵發(fā)展節(jié)點(diǎn)上的產(chǎn)業(yè)布局,萬(wàn)華化學(xué)從昔日的煙臺(tái)合成革廠成長(zhǎng)為全球化運(yùn)營(yíng)的化工新材料知名企業(yè),實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展和轉(zhuǎn)變。早期,萬(wàn)華化學(xué)引進(jìn)核心技術(shù)備受挫折,從而被迫走上二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)技術(shù)的自主創(chuàng)新之路,實(shí)現(xiàn)了MDI、脂肪族二異氰酸酯(ADI)和六亞甲基二異氰酸酯(HDI)等系列產(chǎn)品核心技術(shù)的突破,并形成了鏈?zhǔn)皆鲩L(zhǎng)。為擺脫單一產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),在不斷鞏固PU領(lǐng)先地位的同時(shí),萬(wàn)華化學(xué)積極進(jìn)軍石化領(lǐng)域,為新材料業(yè)務(wù)發(fā)展蓄力。近年,萬(wàn)華化學(xué)已成功突破了包括聚烯烴彈性體(POE)、尼龍12、電池級(jí)N-甲基吡咯烷酮(NMP)、醫(yī)療級(jí)聚碳酸酯(PC)和可降解塑料等材料的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),并積極開拓香精香料和營(yíng)養(yǎng)化學(xué)品等新業(yè)務(wù)領(lǐng)域。同時(shí),萬(wàn)華化學(xué)在新能源電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從上游提鋰技術(shù),到中游的正負(fù)極材料、隔膜和電解液以及終端電池回收的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。目前,萬(wàn)華化學(xué)已成為一家實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域布局、一體化生產(chǎn)、系列化開發(fā)的新材料企業(yè)(見表1)。
表1 萬(wàn)華化學(xué)化工新材料布局情況
1.2.2 金發(fā)科技
金發(fā)科技初期是一家小型民辦塑料改性企業(yè),致力于服務(wù)家電企業(yè),堅(jiān)持產(chǎn)品自主開發(fā),憑借阻燃高抗沖聚苯乙烯(HIPS)產(chǎn)品獲得業(yè)內(nèi)認(rèn)可,現(xiàn)已發(fā)展成為我國(guó)改性塑料行業(yè)的領(lǐng)頭羊。近年來,金發(fā)科技積極開展化工新材料業(yè)務(wù),以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向?qū)Σ牧线M(jìn)行改性創(chuàng)新,著力開展新能源、電子化學(xué)品、醫(yī)用材料等領(lǐng)域化工新材料的研發(fā)與生產(chǎn)。金發(fā)科技緊跟國(guó)家“以塑代鋼/木”政策,形成了包含PA、PBT、聚苯硫醚(PPS)、PC 等品種齊全的汽車工程塑料產(chǎn)品線;為解決材料依賴進(jìn)口問題,金發(fā)科技開發(fā)了全系列多品種液晶聚合物(LCP)薄膜專用樹脂,研發(fā)了聚對(duì)苯二甲酰癸二胺(PA10T)、聚亞苯基砜樹脂(PPSU)等特種工程塑料產(chǎn)品。為響應(yīng)國(guó)家“限塑令”“雙碳”等政策,金發(fā)科技積極布局生物降解塑料、高性能環(huán)保再生塑料等材料;為服務(wù)以物聯(lián)網(wǎng)、5G和人工智能為代表的新技術(shù),金發(fā)科技在特種工程塑料、生物降解塑料、碳纖維及復(fù)合材料等新材料領(lǐng)域也做好了相應(yīng)布局。金發(fā)科技逐步實(shí)現(xiàn)了從家電到汽車,再到新興產(chǎn)業(yè)的布局,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了從單純的塑料改性,到新材料研發(fā)和應(yīng)用性開發(fā)的高端化延伸,成為我國(guó)化工新材料領(lǐng)域的一支重要力量(見表2)。
表2 金發(fā)科技化工新材料布局情況
我國(guó)化工新材料為高端裝備、新能源、電子信息、節(jié)能環(huán)保、醫(yī)療健康、建筑工程和高性能包裝等領(lǐng)域的發(fā)展提供了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。同時(shí),戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也促進(jìn)了化工新材料產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步[1]。但需認(rèn)識(shí)到,我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性短缺問題突出,處于從中低端產(chǎn)品自給自足向中高端產(chǎn)品自主研發(fā)的過渡階段,電子化學(xué)品、醫(yī)衛(wèi)材料、工程塑料等領(lǐng)域關(guān)鍵材料仍受制于人。然而從另一個(gè)角度來看,以上諸多挑戰(zhàn)對(duì)于正處于“闖高端”階段的中國(guó)企業(yè),也正是發(fā)展機(jī)遇所在。
2.1.1 高端裝備領(lǐng)域
在高端裝備領(lǐng)域,2022年我國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模為1.5萬(wàn)億元。未來,我國(guó)已規(guī)劃多個(gè)“小衛(wèi)星星座項(xiàng)目”,小衛(wèi)星發(fā)射需求將不斷增長(zhǎng),預(yù)計(jì)2024年中國(guó)商業(yè)航天行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望突破2.3萬(wàn)億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)23.7%。航天飛行器性能的提高,主要取決于材料,其中,高性能碳纖維復(fù)合材料在剛度和減重方面發(fā)揮著不可替代的作用,應(yīng)用于航天飛行器的主體結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)防熱材料和太陽(yáng)能電池板等,未來該領(lǐng)域消費(fèi)規(guī)模增速有望超過20%。此外,在航空器機(jī)身、軌道交通減震和海洋工程防腐等領(lǐng)域中,茂金屬聚α-烯烴(mPAO)、芳綸、PPS、PU、高性能合成橡膠和環(huán)氧樹脂等化工新材料同樣不可或缺。
2.1.2 新能源領(lǐng)域
在新能源領(lǐng)域,氫能是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的核心產(chǎn)業(yè)之一。國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》提出,到2025年,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超萬(wàn)億元,燃料電池車輛保有量約5 萬(wàn)輛。在氫燃料電池中,作為擴(kuò)散層關(guān)鍵基礎(chǔ)材料的碳紙,受制于碳纖維、碳纖維原紙、石墨化和后處理等技術(shù)和裝備難以突破,長(zhǎng)期依賴進(jìn)口,被稱為燃料電池核心材料國(guó)產(chǎn)化的“最后一個(gè)壁壘”。2023年11月,國(guó)家電投氫能科技有限公司已完成國(guó)內(nèi)首條超高溫、大幅寬碳紙自主技術(shù)量產(chǎn)線的建設(shè),開啟了我國(guó)碳紙產(chǎn)業(yè)化的新篇章。此外,鈣鈦礦光伏電池用零透水背板材料、丁腈密封膠材料、風(fēng)電葉片用熱塑性樹脂材料、固態(tài)電池用固態(tài)電解質(zhì)材料及新型正負(fù)極材料等都將隨著我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2.1.3 電子信息領(lǐng)域
在電子信息領(lǐng)域,近年來,我國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了突破,特別是在下游的設(shè)計(jì)、中游的制造和上游的裝備方面,憑借著自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)逐漸走出了一條自主可控的道路。目前,國(guó)內(nèi)的芯片企業(yè)已逐漸從生產(chǎn)低端的計(jì)算機(jī)芯片向生產(chǎn)高端芯片轉(zhuǎn)型。隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展,5G芯片市場(chǎng)已成為全球芯片企業(yè)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn),其中,光刻膠作為芯片制造的核心材料,一直是我國(guó)大力攻關(guān)的關(guān)鍵材料。從樹脂合成的生產(chǎn)技術(shù)、專利壁壘問題,到產(chǎn)品驗(yàn)證條件的缺乏,都是我國(guó)光刻膠發(fā)展亟待解決的問題。目前,我國(guó)南大光電、晶瑞電材和上海新陽(yáng)等多家企業(yè)正在開展以氟化氪為曝光光源的光刻膠(KrF光刻膠)和ArF 光刻膠的研制。此外,用于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示的發(fā)光層材料和液晶顯示用PI膜也是電子信息領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的化工新材料。
2.1.4 節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域
在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域,我國(guó)為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),積極推動(dòng)包括建筑光伏一體化在內(nèi)的綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2022年,國(guó)家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部與發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)了《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》,明確指出要推動(dòng)光伏建筑一體化建設(shè)。預(yù)計(jì)到2025年,我國(guó)光伏建筑一體化裝機(jī)容量有望達(dá)到2 630 MW,滲透率將達(dá)到74%,建筑光伏市場(chǎng)前景可期,將帶動(dòng)建筑光伏玻璃用聚乙烯醇縮丁醛酯(PVB)膠膜的需求增長(zhǎng)[2]。此外,國(guó)家綠色照明工程以及相關(guān)政策的出臺(tái)直接推動(dòng)了LED照明市場(chǎng)快速向前發(fā)展,未來,國(guó)內(nèi)LED 行業(yè)仍有望保持年均10%左右的增長(zhǎng)水平,具備優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和低吸水性的PCT也將獲得巨大發(fā)展。
2.1.5 醫(yī)療健康領(lǐng)域
在醫(yī)療健康領(lǐng)域,國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)的《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》提出,要重點(diǎn)培育壯大醫(yī)療健康支柱產(chǎn)業(yè),圍繞生物醫(yī)用材料等方向,增強(qiáng)生物醫(yī)藥高端產(chǎn)品及設(shè)備供應(yīng)鏈保障水平。人口老齡化的加速與人們對(duì)生活品質(zhì)要求的提高,也將對(duì)醫(yī)療健康保障提出更高需求。2022 年,我國(guó)高值醫(yī)用耗材市場(chǎng)規(guī)模已超1 500億元,未來仍將以10%左右的增速快速增長(zhǎng),市場(chǎng)潛力巨大。以植入級(jí)PEEK 為例,其彈性模量接近真實(shí)骨骼,且具有X 射線穿透性,具備良好的可視性,有助于愈合生長(zhǎng)和監(jiān)控,在醫(yī)學(xué)手術(shù)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用[3];丙交酯-己內(nèi)酯共聚物(PLCL)是新型的生物可降解材料,可通過調(diào)節(jié)PLCL 的降解速度,實(shí)現(xiàn)藥物的持續(xù)釋放,提高藥物的療效和減少副作用,還可以控制PLCL 的孔隙結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì),以促進(jìn)細(xì)胞黏附、生長(zhǎng)和分化,在組織工程和藥物遞送領(lǐng)域都有著重要的作用。而以聚4-甲基-1-戊烯(PMP)膜為代表的醫(yī)用化工新材料在國(guó)內(nèi)仍處空白,現(xiàn)多以日本三井化學(xué)生產(chǎn)為主。PMP 膜作為人工肺的核心材料,其研發(fā)難點(diǎn)在于單體合成。目前,國(guó)內(nèi)尚處于基礎(chǔ)研究中,東莞科威、西安西京等企業(yè)正加大力度研發(fā)。
2.1.6 建筑工程領(lǐng)域
在建筑工程領(lǐng)域,以給水管材、高壓輸氣管材為代表的建筑管材是化工新材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前,我國(guó)塑料給水管材不斷向高端化邁進(jìn),如有“塑料中的軟黃金”之稱的聚1-丁烯(PB-1)管材,其抗凍耐熱性好,紫外線阻隔性強(qiáng),耐腐蝕、耐熱、抗沖擊、抗壓性突出,主要用于地暖管、溫泉用管等建筑用材領(lǐng)域[4]。2022年,我國(guó)對(duì)PB-1的需求量約6萬(wàn)噸,未來隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)的不斷完善,國(guó)產(chǎn)PB-1 的生產(chǎn)能力和裝置開工率將提高,且目前國(guó)外在地暖管用材上更認(rèn)可PB-1,使其具有較大的出口潛力,從而拉動(dòng)PB-1消費(fèi)快速增長(zhǎng)。作為保證燃?xì)飧邏狠斔桶踩陵P(guān)重要的一環(huán),高壓輸氣管材的選用十分關(guān)鍵。與傳統(tǒng)的金屬管道相比,PE 管具備故障率更低、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。近年來,管道PE專用料經(jīng)歷了從PE63、PE80到PE100的發(fā)展過程,現(xiàn)已開發(fā)出如耐開裂的雙峰PE100-RC等多種PE100亞類材料,提高了對(duì)大口徑管道、非開挖裝置、高溫和含有高濃度消毒劑環(huán)境的適用性。未來,為適用于更高的工作壓力及安全系數(shù),PE管的技術(shù)研發(fā)和制造都更加值得關(guān)注。此外,改性硅烷膠對(duì)傳統(tǒng)建筑用硅酮密封膠的替代、碳纖維及對(duì)位芳綸在建筑補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域的應(yīng)用近年都更加普遍,也為化工新材料在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了廣闊的空間。
2.1.7 高性能包裝領(lǐng)域
在高性能包裝領(lǐng)域,根據(jù)上海市包裝技術(shù)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),我國(guó)塑料包裝行業(yè)工業(yè)產(chǎn)值整體呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì),預(yù)計(jì)到2025年,行業(yè)整體規(guī)模有望突破6 000 億元。隨著我國(guó)塑料包裝行業(yè)朝著功能化、綠色化、減量化發(fā)展,化工新材料占比也將隨之提升。其中,茂金屬聚乙烯(mPE)具有優(yōu)異的抗穿刺性、低溫?zé)岱庑院妥韪粜?,且易于回收,是各類纏繞膜、食品包裝膜的常用材料。隨著人民生活水平的提高,對(duì)鮮肉、奶制品等需求增長(zhǎng),加之國(guó)內(nèi)預(yù)制菜和快餐行業(yè)快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯醇(PVA)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)等高阻隔材料市場(chǎng)潛力巨大,并有望逐步替代不可回收的聚偏二氯乙烯(PVDC)。此外,聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-1, 4-環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)憑借其高透明度和不含雙酚A 等特點(diǎn),在食品領(lǐng)域獲得大量應(yīng)用。而瓶用熱收縮標(biāo)簽?zāi)さ呐d起及單一化包裝材質(zhì)要求的提升,使得PETG 在包裝領(lǐng)域也將迎來廣闊發(fā)展機(jī)遇。
我國(guó)化工新材料對(duì)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的作用。但面對(duì)汽車、新一代信息技術(shù)、航空航天、新能源、先進(jìn)軌道交通、節(jié)能環(huán)保、“大健康”的高端化需求,現(xiàn)階段我國(guó)化工新材料仍有亟待攻克的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品,還需不斷提升化工新材料自身的發(fā)展水平,加快國(guó)內(nèi)大量依賴進(jìn)口產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,提高國(guó)內(nèi)已有產(chǎn)品的質(zhì)量和系列化水平。
基于以上情形,依據(jù)技術(shù)水平的發(fā)展階段,對(duì)我國(guó)新材料的部分重點(diǎn)品種進(jìn)行匯總和分類(見表3)。
表3 我國(guó)化工新材料發(fā)展的部分重點(diǎn)品種及其所處發(fā)展階段
隨著技術(shù)攻關(guān)不斷突破,科研創(chuàng)新不斷加強(qiáng),我國(guó)化工新材料的自給率將逐步提高,生產(chǎn)能力將持續(xù)擴(kuò)大,性能指標(biāo)將有效提升。未來,我國(guó)化工新材料將會(huì)不斷涌現(xiàn)出新的高性能品種,重點(diǎn)發(fā)展方向與品種會(huì)隨之不斷迭代更新,原有品種技術(shù)水平的發(fā)展階段也將相應(yīng)發(fā)生變化。
目前,化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐加快,是我國(guó)化工體系中市場(chǎng)需求增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域之一,已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新動(dòng)能。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我國(guó)對(duì)化工新材料的市場(chǎng)需求與技術(shù)要求將持續(xù)增加。盡管我國(guó)化工新材料在消費(fèi)與產(chǎn)能上有了較大增長(zhǎng),在部分關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破,但結(jié)構(gòu)性矛盾不可忽視,要從國(guó)家層面上提高政策支持力度,從行業(yè)層面上提高協(xié)作力度,從企業(yè)層面上提高創(chuàng)新能力。
要在堅(jiān)持戰(zhàn)略思維、底線思維、系統(tǒng)思維的基礎(chǔ)上,采用產(chǎn)學(xué)研用深度融合的機(jī)制推進(jìn)化工新材料的發(fā)展。一要堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合,將市場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景需求轉(zhuǎn)化為對(duì)化工新材料的技術(shù)要求,引導(dǎo)技術(shù)研發(fā),使技術(shù)研發(fā)有效響應(yīng)市場(chǎng)需求,并在滿足市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上持續(xù)創(chuàng)新。二要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,厘清材料高性能的機(jī)理,指導(dǎo)應(yīng)用開發(fā)研究,形成高性能材料的生產(chǎn)工藝及技術(shù),實(shí)現(xiàn)從性能需求到技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化,為化工新材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供支撐。三要通過產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,將技術(shù)成果形成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,以產(chǎn)業(yè)鏈的完善促進(jìn)技術(shù)的成熟,從而創(chuàng)造市場(chǎng)新需求。
1)面向國(guó)家重大需求,加快關(guān)鍵核心領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)。要以基礎(chǔ)材料高性能化、關(guān)鍵材料自主可控、前沿材料國(guó)際先進(jìn)為目標(biāo),從中低端產(chǎn)品向中高端產(chǎn)品邁進(jìn),增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和國(guó)產(chǎn)替代兩大增長(zhǎng)動(dòng)力;要堅(jiān)持加強(qiáng)自主創(chuàng)新與開放合作相結(jié)合、技術(shù)研發(fā)與市場(chǎng)應(yīng)用相結(jié)合,加快科技成果的轉(zhuǎn)化和新材料生產(chǎn)應(yīng)用的示范。
2)圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈,形成產(chǎn)業(yè)鏈耦合的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。圍繞產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)部署創(chuàng)新鏈,培育產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè),營(yíng)造“鏈主企業(yè)牽引、中小企業(yè)集聚”的創(chuàng)新生態(tài)。建設(shè)重大共性技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)與中試平臺(tái),促進(jìn)集群產(chǎn)業(yè)形成協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,打造以企業(yè)為主體、以需求為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同的創(chuàng)新平臺(tái),提升原創(chuàng)性材料的開發(fā)能力。
3)將創(chuàng)新發(fā)展的重點(diǎn)放在未來技術(shù)的制高點(diǎn)上,關(guān)注終端市場(chǎng)需求。培育未來可以領(lǐng)先的技術(shù)制高點(diǎn);重視終端市場(chǎng)產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā),提供高質(zhì)量、有特色的終端市場(chǎng)產(chǎn)品;使化工新材料為助力我國(guó)制造業(yè)高水平科技自立自強(qiáng),實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展和提高人民生活品質(zhì)作貢獻(xiàn)。
4)營(yíng)造完善、支持和保護(hù)化工新材料創(chuàng)新的政策與市場(chǎng)環(huán)境。加強(qiáng)各項(xiàng)市場(chǎng)政策的運(yùn)用,降低化工新材料市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻。同時(shí),深化首批次應(yīng)用保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制,進(jìn)一步降低化工新材料成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用門檻,突破化工新材料產(chǎn)業(yè)化瓶頸。完善化工新材料產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,引領(lǐng)化工新材料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
5)科學(xué)規(guī)劃化工新材料創(chuàng)新領(lǐng)域的健康發(fā)展。整合科技經(jīng)費(fèi)和投資基金,創(chuàng)新政府資金支持方式,建立化工新材料產(chǎn)業(yè)社會(huì)融資服務(wù)平臺(tái),加大對(duì)化工新材料重點(diǎn)品種的研發(fā)、生產(chǎn)以及示范應(yīng)用項(xiàng)目的支持力度,集中力量突破關(guān)鍵技術(shù),提升化工材料產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新能力。
我國(guó)是化工新材料產(chǎn)業(yè)的后來者,從消費(fèi)、產(chǎn)業(yè)到研究都還處于跟隨階段,但我國(guó)追趕發(fā)展的速度強(qiáng)勁,應(yīng)堅(jiān)定信心,加快發(fā)展。面對(duì)高質(zhì)量發(fā)展和人民對(duì)美好生活向往的要求,要從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用技術(shù)研究,到技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)應(yīng)用等多方面努力。我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)必將在保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定、自主可控方面和創(chuàng)造美好生活方面承擔(dān)更大的責(zé)任,作出更大的貢獻(xiàn)。