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化工新材料是第四次工業(yè)革命的基礎(chǔ)，我國如何實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展？
文章來源：賢集網(wǎng) 更新時(shí)間：2023-03-31 15:54:41
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新材料是指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能或特殊功能的材料，或是傳統(tǒng)材料改進(jìn)后性能明顯提 高或產(chǎn)生新功能的材料。 新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是第四次工業(yè)革命的基礎(chǔ)，也是高技術(shù)競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域，已經(jīng)成為國家競爭力的重要體現(xiàn)。 化工新材料是化學(xué)工業(yè)中最具發(fā)展活力和發(fā)展?jié)摿Φ男骂I(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需的關(guān)鍵材料。其產(chǎn)業(yè)鏈上游為石油煉化及中間體，包括乙烯、丙烯、對(duì)二甲苯、己內(nèi)酰胺等各類原料和中間體煉化生產(chǎn)；產(chǎn)業(yè)鏈中游為化工新材料制造，以高性能合成樹脂、橡膠材料、特種合成纖維、功能纖維材料、生物化工材料五大類為主，包括工程塑料、分離膜材料、導(dǎo)電高分子、仿生高分子材料等生產(chǎn)制造；產(chǎn)業(yè)鏈下游為應(yīng)用領(lǐng)域，集中在于交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生、電子信息、國防軍工、航空航天、新能源等諸多領(lǐng)域。 新材料產(chǎn)業(yè)的五大材料 工程塑料 工程塑料種類繁多且應(yīng)用廣泛，其優(yōu)異的性能常被用來代替金屬材料。塑料按照分子結(jié)構(gòu)和熱性能差異可分為通用塑料、工程塑料和高性能塑料，通用塑料包含PE、PP、PVC、PS和ABS等品種；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）和聚酰亞胺（PI）等。 目前國內(nèi)工程塑料領(lǐng)域存在部分通用工程塑料自主核心技術(shù)較弱、原材料技術(shù)瓶頸受限，以及特種工程塑料、高性能工程塑料技術(shù)空白或規(guī)模化生產(chǎn)能力不足等問題。未來隨著工程塑料市場下游專用精細(xì)化產(chǎn)品需求旺盛，高性能產(chǎn)品國產(chǎn)化進(jìn)程加速，以聚苯醚（PPE/PPO）輕量化工程塑料、聚苯硫醚（PPS）特種工程塑料等為代表，國產(chǎn)化水平低且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的產(chǎn)品，將成為行業(yè)突破重點(diǎn)。 工程塑料廣泛應(yīng)用于電子、汽車、建筑、辦公設(shè)備、機(jī)械、航空航天等行業(yè)。以塑代鋼代木已成為國際趨勢。工程塑料已成為當(dāng)今世界塑料工業(yè)發(fā)展最快的領(lǐng)域。它的發(fā)展不僅支撐了民族支柱產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，而且促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。 在我們生活和學(xué)習(xí)的環(huán)境中，工程塑料也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于微電腦、錄像機(jī)、空調(diào)器、照相機(jī)等高檔商品上。 聚烯烴彈性體 聚烯烴彈性體（POE）指α-烯烴含量大于20%的乙烯和長鏈α-烯烴無規(guī)共聚物，POE的特殊結(jié)構(gòu)賦予其良好的彈性、熱塑性和透明性等特點(diǎn)，可作為輕量化抗沖擊改性材料、耐用電纜材料、光伏電池長壽命封裝材料等。 POE有著極低的結(jié)晶度，密度很低，分子量分布窄，玻璃催化溫度低等特征。這些特征使得其對(duì)無機(jī)填充物有著良好的包容性，并具有良好的回彈性和柔韌性等，且其硬度很低，在改性塑料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 由于彈性體具有優(yōu)異的聚烯烴相容性，因此常作為TPO的增韌改性劑，可生產(chǎn)各類柔韌制品，當(dāng)然彈性體也可以直接生產(chǎn)柔韌制品；聚烯烴可用于吹塑或旋轉(zhuǎn)模塑的部件、玩具、機(jī)械和電氣保護(hù)電子設(shè)備中的連接熱縮管；聚烯烴片材或泡沫塑料可用于多種包裝應(yīng)用中，有時(shí)可與食品直接接觸。 聚烯烴彈性體POE在模制的柔性泡沫技術(shù)中用作主要成分，例如在制造鞋類，座墊，扶手，水療枕頭等中。使用氫化聚α-烯烴（PAO）作為雷達(dá)冷卻劑；聚烯烴廢料可以轉(zhuǎn)化為許多不同的產(chǎn)品，包括聚合物，石腦油，清潔燃料或單體。 碳纖維材料 碳纖維由聚丙烯腈（PAN）或?yàn)r青、粘膠、酚醛基等有機(jī)纖維在高溫環(huán)境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主鏈結(jié)構(gòu)無機(jī)纖維，目前全球90%以上碳纖維由聚丙烯請(qǐng)（PAN）制造。碳纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，具備密度低、高強(qiáng)度和高模量等優(yōu)勢。 碳纖維最主要的應(yīng)用形式是作為樹脂材料的增強(qiáng)體，所形成的碳纖維增強(qiáng)樹脂（CFRP）具有優(yōu)異的綜合性能，其在導(dǎo) 彈、空間平臺(tái)和運(yùn)載火箭，航空器，先進(jìn)艦船，軌道交通車輛，電動(dòng)汽車，卡車，風(fēng)電葉片，燃料電池，電力電纜，壓力容器，鈾濃縮超高速離心機(jī)，特種管筒，公共基礎(chǔ)設(shè)施，醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備，體育休閑產(chǎn)品，以及時(shí)尚生活用具等十六個(gè)領(lǐng)域，有著實(shí)際和潛在的應(yīng)用。 航空領(lǐng)域：用于航天飛行器能有效降低運(yùn)載火箭的燃料消耗；汽車領(lǐng)域：碳纖維材料能用于代替汽車中的鋼材，減輕汽車整體重量；風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域：使用碳纖維材料制作能降低重量，提升風(fēng)力發(fā)電強(qiáng)度。 醫(yī)療領(lǐng)域：碳纖維材料透光性較好，在射線相關(guān)的醫(yī)療設(shè)備中有較多應(yīng)用。體育用品：我們?nèi)粘Ｉ钪械尼烎~竿、高爾夫球桿、自行車、球拍、滑雪桿等都采用的是碳纖維，這種纖維能夠更好的保障物品的使用度；生活領(lǐng)域：我們?cè)谌粘Ｉ钪校袝r(shí)候也用碳纖維制作各種各樣的用品，這些纖維能夠更好的保障物體的使用時(shí)間的長久性。 超高分子量聚乙烯纖維 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維由分子量在100萬以上的聚乙烯樹脂紡出，斷裂伸長率高于碳纖維和芳綸，柔韌性好，在高應(yīng)變率和低溫下力學(xué)性能仍良好，是理想的防彈、防刺安全防護(hù)材料，也是繼碳纖維和芳綸纖維之后的第三代高性能纖維，目前工業(yè)化纖維中強(qiáng)度和防彈性能最高的纖維。 該纖維已經(jīng)廣泛應(yīng)用于武 器研發(fā)、航空航天、航海、電子、兵器、造船、建材、體育、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域，國際市場每噸價(jià)格高達(dá)3萬美元以上。因此高性能纖維的發(fā)展是一個(gè)國家綜合實(shí)力的體現(xiàn)，也是建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國的重要物資基礎(chǔ)。上世紀(jì)90年代以后，生產(chǎn)該類纖維的美國、日本、荷蘭等國明確規(guī)定，對(duì)社會(huì)主義國家實(shí)行技術(shù)封鎖和軍備產(chǎn)品統(tǒng)籌禁運(yùn)。中國在突破關(guān)鍵技術(shù)后，近幾年在該領(lǐng)域發(fā)展迅猛。 在國防軍需裝備方面，由于該纖維的耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護(hù)衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛機(jī)、坦克和艦船的裝甲防護(hù)板、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、導(dǎo) 彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌、降落傘等，其中以防彈衣的應(yīng)用最為引人注目。 在工業(yè)應(yīng)用中，該纖維及其復(fù)合材料可用作耐壓容器、傳送帶、過濾材料、汽車緩沖板等；建筑方面可以用作墻體、隔板結(jié)構(gòu)等，用它作增強(qiáng)水泥復(fù)合材料可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性能。由于UHMWPE具有優(yōu)良的耐磨性、耐沖擊性，它在機(jī)械制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，可制作各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘?shù)葯C(jī)械零部件。 半導(dǎo)體材料及半導(dǎo)體光刻膠 按照品種分類，半導(dǎo)體材料中硅晶圓、掩模版、電子氣體、光刻膠及配套試劑占據(jù)主流市場86%份額，隨著IC產(chǎn)業(yè)鏈自主可控重要性凸顯，材料領(lǐng)域迎來發(fā)展機(jī)遇，半導(dǎo)體材料作為IC制造的重要部分，有望迎來行業(yè)規(guī)模和自給率提升的雙重受益。 半導(dǎo)體主要應(yīng)用在集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應(yīng)用、大功率電源轉(zhuǎn)換等應(yīng)用領(lǐng)域。半導(dǎo)體是一種在常溫下它的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一種材料，在科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，半導(dǎo)體都是非常重要的存在。 我國光刻膠行業(yè)起步較晚，生產(chǎn)能力主要集中在PCB光刻膠、TN/STN-LCD光刻膠等中低端產(chǎn)品，其中PCB光刻膠占比達(dá)94%。先進(jìn)制程半導(dǎo)體光刻膠方面，g/i線膠自給率約10%，KrF膠自給率不足5%，ArF膠基本依靠進(jìn)口，而EUV膠還仍處研發(fā)階段。而隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈配套需求的提升，國內(nèi)一批優(yōu)秀的龍頭公司正積極突破，EUV膠方面，北京科華已通過02專項(xiàng)驗(yàn)收；ArF膠方面，上海新陽、徐州博康正處于客戶測試階段，南大光電已獲部分客戶認(rèn)證。 光刻膠領(lǐng)域里，光刻膠的制造環(huán)節(jié)處于中游，上游主要依托基礎(chǔ)化工原料，生產(chǎn)樹脂、光引發(fā)劑、溶劑、單體等電子化學(xué)品；中游包括PCB光刻膠、面板光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠的制備；下游為印刷電路板、顯示面板和電子芯片，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、航空航天、軍工等領(lǐng)域。 我國化工新材料產(chǎn)業(yè)如何快速發(fā)展？ 近幾年，我國化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)業(yè)規(guī)模及綜合自給率得以顯著提升，但我國在高端產(chǎn)品領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)仍亟需取得突破。經(jīng)過多年科技攻關(guān)，我國在高端合成樹脂、橡膠、纖維以及膜材料等領(lǐng)域自給率較高，但在關(guān)鍵單體、中間體及精細(xì)化工產(chǎn)品領(lǐng)域自給率仍需提高。此外，我國在化工新材料的科技水平和產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用程度上還存在著許多短板和不足，制約了我國化工新材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與高質(zhì)量發(fā)展。對(duì)此，王百森建議從資金、平臺(tái)建設(shè)、投資引導(dǎo)和市場生態(tài)建設(shè)等四個(gè)方面助力我國化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 一是加強(qiáng)化工新材料創(chuàng)新領(lǐng)域的資金統(tǒng)籌規(guī)劃。整合企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)的科技經(jīng)費(fèi)，各級(jí)各類政府資金、創(chuàng)業(yè)投資和政府出資產(chǎn)業(yè)投資基金等，創(chuàng)新政府資金支持方式，建立社會(huì)化工新材料產(chǎn)業(yè)融資服務(wù)平臺(tái)，加大對(duì)戰(zhàn)略性化工新材料的研發(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。 二是加強(qiáng)化工新材料創(chuàng)新領(lǐng)域的平臺(tái)和聯(lián)盟建設(shè)。依托各央企主業(yè)優(yōu)勢，以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向，引領(lǐng)、帶動(dòng)石化行業(yè)各企業(yè)、科研院所及高校參與國家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)和聯(lián)盟的組建。通過建設(shè)數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)等方式，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合，提升新材料技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量及效率，推動(dòng)化工新材料關(guān)鍵技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。 三是加強(qiáng)化工新材料創(chuàng)新領(lǐng)域的投資引導(dǎo)。避免熱門新材料領(lǐng)域產(chǎn)能集中建設(shè)，造成低端投資過剩，高端投資不足。加大培育新材料細(xì)分領(lǐng)域“隱形冠軍”，在細(xì)分領(lǐng)域、小批量多品種領(lǐng)域形成投資蓄水池。 四是加強(qiáng)化工新材料創(chuàng)新領(lǐng)域的市場建設(shè)。加強(qiáng)各項(xiàng)市場政策的運(yùn)用，降低化工新材料市場準(zhǔn)入門檻。同時(shí)為企業(yè)創(chuàng)造公平、透明的化工新材料市場競爭環(huán)境，進(jìn)一步完善化工新材料各項(xiàng)產(chǎn)品進(jìn)出口關(guān)稅、退稅及各類貿(mào)易政策，優(yōu)化化工新材料進(jìn)出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 另外，戴和根指出要加快化工新材料核心技術(shù)攻關(guān)。 中國是化學(xué)工業(yè)大國，化學(xué)工業(yè)產(chǎn)值連續(xù)12年排名世界第一，占全球化學(xué)工業(yè)銷售額的40%以上，銷售總量超過美國、歐洲和日本的總和。 戴和根表示，與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，我國化工新材料在供應(yīng)保障能力上差距明顯。例如，2021年，雖然，國內(nèi)化工新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到9616億元，市場總消費(fèi)規(guī)模約為1.2萬億元，但化工新材料進(jìn)口額約500億美元，占化工產(chǎn)品總進(jìn)口額的15%，自給率為74%。個(gè)別產(chǎn)品供給嚴(yán)重不足，例如液晶材料自給率只有9%，光刻膠、辛烯及乙烯辛烯彈性體自給率不足5%，超高壓高凈電纜專用料等產(chǎn)品還存在技術(shù)空白。 化工新材料的發(fā)展和技術(shù)水平直接關(guān)系到高端制造領(lǐng)域、新一代信息技術(shù)、新能源與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、航空航天等領(lǐng)域的水平和競爭力，甚至直接推動(dòng)并影響著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的速度與進(jìn)程。發(fā)展高附加值的化工新材料和高端化學(xué)品是我國從“石化大國”向“石化強(qiáng)國”邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。 在戴和根看來，國內(nèi)化工新材料應(yīng)用技術(shù)研究起步晚，相關(guān)企業(yè)實(shí)力較國際水平仍有較大差距，化工新材料供應(yīng)能力仍有短板，部分材料不掌握核心技術(shù)且國外嚴(yán)格限制技術(shù)轉(zhuǎn)移，部分材料只能生產(chǎn)中低端牌號(hào)或質(zhì)量無法滿足要求，個(gè)別材料合成工藝成熟，但上游原料無法生產(chǎn)，新產(chǎn)品的認(rèn)證門檻高、周期長，制造業(yè)企業(yè)替換進(jìn)口材料的意愿不強(qiáng)。對(duì)此，戴和根建議，組織生產(chǎn)企業(yè)、應(yīng)用企業(yè)、科研單位進(jìn)行系統(tǒng)攻關(guān)，在各細(xì)分領(lǐng)域建立創(chuàng)新聯(lián)合體和攻關(guān)平臺(tái)，特別要發(fā)揮國有企業(yè)的資源、技術(shù)、人才優(yōu)勢，在相關(guān)領(lǐng)域建立原創(chuàng)技術(shù)策源地和現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈鏈長。與此同時(shí)，支持國產(chǎn)新材料的首批次應(yīng)用、市場推廣，鼓勵(lì)和引導(dǎo)下游企業(yè)使用國產(chǎn)材料。 加快全球化、全鏈條產(chǎn)業(yè)布局也非常關(guān)鍵。戴和根建議，整合各國能源資源優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢、人力資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢，與國際供應(yīng)商和客戶加強(qiáng)合作，積極投資于新興市場，強(qiáng)化國際品牌和海外營銷網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建立覆蓋上游能源產(chǎn)品、大宗石化產(chǎn)品、高附加值化工新材料和精細(xì)化學(xué)品的全產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)國內(nèi)化工石化產(chǎn)品尤其是化工新材料產(chǎn)品揚(yáng)帆出海。 原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_524652.html 來源：賢集網(wǎng) 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