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盘点2024!十大突破“卡脖子”化工新材料

艾邦高分子  · 公众号  · 化学  · 2024-12-30 18:06

正文

2024年10月30日,《新材料大数据中心总体建设方案》的出台,标志着我国在新材料产业的又一重大投入。习近平总书记指出,“新材料产业是战略性、基础性产业,也是高技术竞争的关键领域,我们要奋起直追、迎头赶上”。

据统计,2022年我国新材料产业总产值从2019的4.5万亿元增长至6.7万亿元,并在2023年达到7.9万亿元,2025年有望破10万亿元大关。各地也相继出台奖励扶持方案。

2024年,我国新材料产业也迎来多个突破,本文将为各位盘点,2024年我国十大突破“卡脖子”的化工新材料。

POE(聚烯烃弹性体)

6月29日,万华化学一期20万吨/年POE项目成功投产,标志着中国首套大规模自主研发的POE工业化装置一次性开车成功。万华化学新投产的项目不仅包括4C的POE,还涵盖了8C的POE。

截至去年年底国内相关规划产能已超350万吨,大部分的国内产能以1-丁烯POE即4C的POE为主。而8C的POE在性能上展现出更多优势,具有更高的拉伸模量弯曲模量更强的撕裂强度更低的玻璃化转变温度更宽的熔体指数范围

万华化学生产的POE除了在光伏胶膜这一主要应用领域外,还将扩展到非光伏领域,包括汽车材料改性、鞋材制造、电缆生产等多个行业。


POE是采用茂金属催化剂的乙烯和α-烯烃实现原位聚合的热塑性弹性体,其中聚乙烯链结晶区(树脂相)起物理交联点的作用,具有典型的塑料性能,加入一定量的α-烯烃(1-丁烯、 1-己烯、1-辛烯等)后,削弱了聚乙烯链的结晶区,形成了呈现橡胶弹性的无定型区(橡胶相),使产品又具有弹性体的性质,因此POE可以看作是塑料与橡胶的桥梁产品。

3月29日,万华化学表示,二期年产40万吨POE项目已在蓬莱基地开工建设,二期项目预计2025年末建成投产,届时,公司POE总产能将达到60万吨/年

茂金属催化剂

9月26日,中石化催化剂天津有限公司茂金属催化剂装置一次试车成功,产出合格产品。至此,BSG-茂金属-BCM载体装置三条生产线全部试车成功,标志着天津新材料生产基地催化剂产能得到进一步释放,一期项目投料试车工作进入冲刺阶段。

该项目7月26日BSG催化剂装置正式投料试车;9月7日BCM载体装置正式投料试车;9月18日,茂金属催化剂装置正式投料试车,9月26日产出茂金属催化剂产品。


茂金属催化剂是我国高端聚烯烃主要的卡脖子环节,属于聚合催化剂的一种,它由三部分构成,分别是茂金属化合物、助催化剂以及载体三部分构成。

其中,茂金属化合物指由过渡金属元素和至少1个环戊二烯或其衍生物作为配体组成的茂金属配合物。因其具备单一的活性中心,所得聚合物立构规整、分散性低。助催化剂主要采用甲基铝氧烷(MAO)或全氟芳基硼酸盐。常见的载体有无机载体(硅胶、MgCl2和介孔材料)和功能化有机高分子材料。

EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)

11月,中国石化川维化工公司年产2.4万吨EVOH树脂技术升级项目环境影响评价公众参与第一次公示。

项目签约于5月23日,总投资12亿元,建设内容包括聚合、回收、醇解等工艺装置及配套的公用工程及辅助设施。

川维化工为中国大陆首家EVOH接近工业化生产的企业,据悉公司目前拥有1套1.2万吨/年的工业化装置,若此次签约项目投产,公司EVOH总产能将达到3.6万吨/年

目前,我国EVOH暂未实现工业化生产,整个市场基本被可乐丽等几家外资企业占据。需求方面,EVOH在欧美已经普遍使用。我国长期以来价格居高不下导致其使用成本过高,加上国内对于食品包装材料的性能要求不高(包括其阻隔性能),使得EVOH应用规模亦受到一定限制。但未来这种局势有望改变。


EVOH树脂是一种高阻隔性的乙烯-乙烯醇共聚物,与聚丙烯腈(PAN)和偏二氯乙烯(PVDC)并称为三大的高阻隔材料,其阻氧性是同类常用产品PE(聚乙烯)的一万倍。因其良好的阻隔、成形及环保等特性,应用非常广泛,包括汽车油箱、薄膜、食品容器及地暖管等高端新材料领域。

环烯烃聚合物(COC)

1月底,辽宁鲁华泓锦新材料科技有限公司环烯烃聚合物(COC)装置投产成功,生产出合格产品。

一期产品各项性能均超过预期,实现了辽宁鲁华在石化新材料研发领域的重要突破,突破了“卡脖子”材料产业化的瓶颈,提升了我国在环烯烃聚合物领域的生产技术水平,为辽宁鲁华进一步发展石化高分子新材料奠定了坚实的基础。

该产品对标国外同类产品,根据应用领域开发了5个不同的牌号,在玻璃化转变温度、分子量及分布、密度、熔体质量流动速率、光线透过率和吸水率等技术指标已基本达到国外同类产品水平。

辽宁鲁华一期项目产能为1000吨/年。一期示范项目完成后,计划二期建设10000吨/年环烯烃聚合物生产装置

降冰片烯

1月28日,山东鲁晶化工科技有限公司与北京石油化工学院合作开发的500吨/年降冰片烯合成反应装置投产成功。产品各项性能达到设计要求,其中环戊二烯的转化率达到96%,降冰片烯的选择性达到95%以上,为环烯烃共聚物(COC/COP)新材料国产化提供了原料保障。


山东鲁晶化工科技有限公司组建于1998年。公司重点发展填补国内空白,节约能源,保护环境的高新技术产品。现主要生产销售丙烯聚合用助剂、抗静电剂系列、氯代异丙烷、氯代环戊烷、氯代异丁烷等氯化系列以及其它精细化学品。

降冰片烯是合成环烯烃共聚物(COC)的关键单体,靳海波教授团队经过多年潜心研究,成功开发出降冰片烯釜式合成新技术。该技术在我国乙烯工业高速发展的大背景下,以乙烯裂解C5产物中双环戊二烯(DCPD)为原料合成降冰片烯,巧妙克服了以往降冰片烯合成技术反应条件苛刻、副反应多、聚合物和酯类化合物堵塞管道和输送等问题。

双端基官能化溶聚丁苯橡胶

10月,国内首个自主技术双端基官能化溶聚丁苯橡胶SSBR3540F在独山子石化公司24万吨/年SSBR/SBS橡胶装置一次开车成功,填补了国内空白。打破了端基官能化高苯乙烯高门尼等高端产品全部依赖进口的局面。

为了解决国内高端溶聚丁苯橡胶基础材料制造关键问题,中国石油石油化工研究院和独山子石化公司于2022年联合攻关,开展高苯乙烯含量双端基官能化溶聚丁苯橡胶SSBR3540F工业化技术开发。该产品苯乙烯含量约35%,乙烯基含量约40%,具有制备成本低应用条件温和工艺适用性强等特点。

双端基官能化有效改善了白炭黑填料在橡胶中的分散性,能够控制聚合物链端的无序运动生热,用双端基官能化溶聚丁苯橡胶制备的轮胎具有更低的滚动阻力更好的抗湿滑性能


丁苯橡胶,简称SBR,是最早实现工业化生产的合成橡胶品种之一。按聚合工艺,丁苯橡胶分为乳聚丁苯橡胶(ESBR)、溶聚丁苯橡胶(SSBR)。

其中,溶聚丁苯橡胶——丁二烯和苯乙烯在有机锂引发下,经阴离子溶液聚合而成的弹性体,呈白色的块胶状。具有优良的耐磨、耐寒、低生热、抗湿滑、回弹性高、硫化速度快等优点, 在轮胎工业,尤其是绿色轮胎、防滑轮胎、超轻量轮胎等高性能轮胎中广泛应用。此外,SSBR还可用于制作雨衣、毡布、风衣、气垫床及海绵材料等,开发利用前景广阔。

氯丁橡胶

9月24日,国内首套万吨级丁二烯法合成氯丁橡胶装置发布。

中胶(内蒙古)新材料有限责任公司丁二烯法合成氯丁橡胶生产装置建设项目采用自主研发的全新技术路线,是国内首台(套)重大技术装备,填补了产业空白,打破了国外生产商对我国氯丁橡胶高端市场的垄断。


氯丁橡胶是一种高性能的合成橡胶,与天然橡胶结构相似,不同的是氯丁橡胶中极性的负电性基团取代了天然橡胶中的甲基,从而改善了氯丁橡胶的耐臭氧、耐油、耐老化、耐溶剂性、耐磨以及耐热耐燃性能。

氯丁橡胶以其优异的综合物理机械性能被广泛应用于工业、建筑、石油、化工、汽车、国防等领域,既可以作为通用橡胶又可以作为特种橡胶使用,是国民经济不可替代的关键基础化工材料之一,也是国防工业中重要的战略物资之一。

长期以来,由于技术门槛高、生产工艺复杂,高端氯丁橡胶的生产技术一直被少数发达国家所垄断。目前我国主要还是采用乙炔法生产氯丁橡胶,在物能消耗、安全生产、环境污染、品种质量等方面,都处于明显落后状态。

KrF光刻胶


10月15日,武汉太紫微光电科技有限公司推出的T150 A-光刻胶,通过半导体工艺量产验证,实现配方全自主设计。

与国外同类产品相比,T150 A在光刻工艺中表现出的极限分辨率达120nm,且工艺宽容度更大稳定性更高坚膜后烘留膜率优秀,其对后道刻蚀工艺表现更为友好,通过验证发现T150 A中密集图形经过刻蚀,下层介质的侧壁垂直度表现优异

T150 A标志着国产光刻胶在性能上已经能够与国际主流产品相媲美,对于推动国产光刻胶的产业化和自主可控具有重要意义。此前,KrF光刻胶的国产化率不足5%。


太紫微公司由华中科技大学武汉光电国家研究中心的团队于2024年5月成立,注册资本200万元。公司立足于关键光刻胶底层技术研发,在电子化学品领域深耕二十余载。

武汉光电国家研究中心是科技部于2017年批准建设的第一批,也是唯一的一批6个国家研究中心之一,其前身为2003年获批的武汉光电国家实验室(筹)。

膨体聚四氟乙烯

3月14日,苏州美创医疗科技有限公司宣布,相继投产ePTFE Tubing(膨体聚四氟乙烯管材)ePTFE Membrane(膨体聚四氟乙烯膜材)

长期以来,ePTFE材料由于生产工艺复杂,对制造设备要求高,对生产环境要求严苛,被国家部门列入为“卡脖子”医用材料。苏州美创成功实现了该材料的投产,标志着国内企业正式突破了这一难题,苏州美创也将借此打通从前端原材料到终端器械产品、从“创新链”到“产业链”的完整闭环。


ePTFE具有特殊的微孔结构,人体组织细胞、血管可在其微孔中生长并形成组织连接,连接后的组织接近自体组织。ePTFE还具有无毒、无致敏、无致癌等特性,因此被广泛应用于医疗设备、医疗器械及组织填充材料等方面。

相对于其他应用领域,医用植入级ePTFE需要具有非常强的生物相容性,不能引起植入机体的排斥,对材料多微孔结构的孔隙率以及尺寸均匀性的要求极高,因此医用植入级ePTFE材料的制造具有很高的技术壁垒。

甲基环己二胺(HTDA)

5月,河南雷佰瑞新材料科技有限公司承担的2022年市级重大科技专项“风力发电叶片用固化剂甲基环己二胺(HTDA)国产化项目研究”项目通过专家验收,成功攻克了甲苯二胺(TDA)加氢工艺难的关键核心技术难题,实现甲基环己二胺产业化,打破了国外“卡脖子”技术和市场垄断,实现进口替代,成为全国首例。

河南雷佰瑞新材料科技有限公司成立于2015年,由中原石化改制企业发起成立,致力于高端特种胺系列固化剂国产化的开发、生产、市场应用推广。产品(DETDA和HTDA)主要应用于聚氨酯弹性体、聚脲、环氧树脂等行业。


甲基环己二胺由甲苯二胺在催化剂作用下加氢后制到,是一种脂环胺类固化剂,具有黏度低、固化试用期长、防腐以及耐温性好等优势,是风力发电叶片基本制造原料中必不可缺的固化剂原料。

为了打破国外“卡脖子”技术垄断和市场垄断,雷佰瑞积极承担2022年市级重大科技专项项目,围绕甲基环己二胺持续开展核心技术攻关,最终实现了甲基环己二胺国产化。

根据此前工信部的调研显示,在130多种关键战略材料中,我国仍有32%处于空白52%依赖进口,存在巨大的国产化替代空间。

关键战略材料“卡脖子”,已成为中国制造业转型升级的突出短板,我国新材料产业面临的局面依然严峻。

来源:化工新材料、中国科技投资、企业公开信息

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序号

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尼龙在新能源汽车上的应用

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尼龙在轨道交通上的应用

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尼龙在电子电器领域的应用

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5

尼龙在户外设备中的应用

邀请中

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尼龙在热管理上的应用

邀请中

7

先进尼龙弹性体的开发应用

邀请中

8

高温尼龙的开发应用

邀请中

9

长链尼龙的开发应用

邀请中

10

透明尼龙的开发应用

邀请中

11

PA10T的开发及应用

邀请中

12

生物基尼龙的开发应用

邀请中

13

再生尼龙材料开发应用

邀请中

14

新型二元酸、二元胺研究开发

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15

己二腈产业发展概况

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发泡尼龙的开发应用

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