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化工新材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀剖析與未來發(fā)展
化工新材料，即通過化學合成的手段生產(chǎn)的新材料，以及以化工新材料為基礎通過二次加工生產(chǎn)的復合材料。從物質結構看，主要是有機材料，也包括部分無機材料(主要是無機非金屬的納米粉體材料);從產(chǎn)品工業(yè)類別看，包括：新領域的高端化工材料—工程塑料、合成橡膠、高性能纖維、生物降解塑料、熱塑性彈性體、納米復合材料、有機氟硅材料、無機化工新材料等、傳統(tǒng)化工材料的高端品種—超高分子量聚乙烯、高吸水性丙烯酸樹脂等、通過二次加工生產(chǎn)的化工新材料—木塑材料、功能性膜材料等。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
中國已成為世界化工新材料最活躍的市場，據(jù)測算2010年市場規(guī)模達3300億元人民幣，但是中國在各個領域都尚未完全滿足國內需求。為此，化工新材料相關產(chǎn)品被明確列入《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》基礎原材料主題。
十一五期間發(fā)展成就
中國化工新材料產(chǎn)業(yè)經(jīng)過“十一五”時期發(fā)展，已初步形成一個新興的產(chǎn)業(yè)門類。2010年全行業(yè)總產(chǎn)值約為2000億元人民幣，企業(yè)和科研單位數(shù)量達2000家，從業(yè)人員在100萬左右?；ば虏牧细鱾€領域主要品種中國均有生產(chǎn)，所有小品種均開始著手進行了研究，部分產(chǎn)品產(chǎn)量已位居世界前列，少量出口，中國已逐步成為世界化工新材料生產(chǎn)大國。
針對國內外下游市場需求，培育了一批化工新材料產(chǎn)業(yè)。如中國合成橡膠總生產(chǎn)能力由2005年的132.7萬噸增長到2010的271.7萬噸，年均增長率達到21.0%，超過中國合成橡膠40多年產(chǎn)能發(fā)展的總和。中國已成為世界合成橡膠生產(chǎn)大國，總產(chǎn)量位居世界第二。國家多年來的引導和支持加速了中國功能膜產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展?，F(xiàn)在，全國從事功能膜研究的院所、大學近100家，膜制品生產(chǎn)企業(yè)有300余家，工程公司超過1000家，在功能膜幾乎所有的領域中國都開展了工作。
針對國家重大工程及產(chǎn)業(yè)需求，突破了一批關鍵化工新材料產(chǎn)業(yè)化制備技術并發(fā)展了一批龍頭企業(yè)。碳纖維一直是航空航天重要的配套材料，這一材料生產(chǎn)技術在“十一五”期間取得產(chǎn)業(yè)化突破。威海拓展公司和中復神鷹公司均已建成千噸級碳纖維(相當於日本東麗T300級)生產(chǎn)線。丁基橡膠在汽車內胎、輪胎氣密層、藥瓶橡膠塞中大量使用，以往長期依賴進口。
“十一五”期間，中石化集團開發(fā)出聚合級異丁烯生產(chǎn)技術，形成了萬噸級丁基橡膠生產(chǎn)能力，填補了國內緊缺的丁基橡膠生產(chǎn)空白，使中國七大通用合成膠種全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化。聚苯硫醚(PPS)工程塑料在“十一五”期間也取得突破。四川得陽科技股份有限公司在“十五”千噸級加壓法合成線性高分子量PPS樹脂生產(chǎn)線基礎上，不斷突破工程化放大技術，目前已形成超過3萬噸的樹脂合成規(guī)模，裝置能力居世界第一。
針對國內節(jié)能減排的需求，開發(fā)了一批新產(chǎn)品并建立了示范裝置。中國已是世界氯堿生產(chǎn)第一大國。山東東岳集團歷經(jīng)8年科研攻關，完全自主研發(fā)的“全氟離子膜”於2010年6月在萬噸級氯堿裝置上一次應用成功，打破了美國、日本長期對該項技術的壟斷，標志著中國成為全球第三個擁有氯堿離子膜核心技術和生產(chǎn)能力的國家。工程型熱塑性彈性體(TPE)替代不可回用的硫化橡膠制造汽車部件勢在必行。
道恩集團等單位在“十一五”期間開發(fā)出“完全預分散-動態(tài)硫化”制備熱塑性硫化橡膠(TPV)產(chǎn)業(yè)化技術，批量產(chǎn)品性能可完全替代硫化橡膠和其他同類進口產(chǎn)品，目前已應用於本田、比亞迪等車型。功能膜材料中中、低壓及超低壓分離膜己國產(chǎn)化，用於海水淡化的高壓膜國產(chǎn)制品的性能己接近國際先進水平。國內產(chǎn)品市場占有率由五年前的3-5%提升到目前10%左右。
中國化工新材料產(chǎn)業(yè)形成了一批骨乾科研單位及企業(yè)：北京化工大學、吉林大學、中科院長春應用化學所、四川大學、中石化、中石油、金發(fā)科技股份、中國藍星、東岳集團、煙臺氨綸股份公司等。liuxue86.com
產(chǎn)業(yè)自身存在的問題
與發(fā)達國家相比，中國化工新材料領域產(chǎn)業(yè)化核心技術水平較發(fā)達國家落後10-15年。目前化工新材料仍然是中國石化行業(yè)中為數(shù)不多的因技術問題無法滿足國內需求的行業(yè)之一。由於涉及國家重大安全，化工新材料核心技術甚至關鍵產(chǎn)品都無法用購買方式獲得，因此只能依靠自主創(chuàng)新。
分析當前中國化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，主要存在一下問題：
產(chǎn)品品種少、生產(chǎn)規(guī)模小，不能滿足市場需求。很多關鍵技術尚未突破，不能滿足國內需求，尤其在高端領域嚴重依賴進口產(chǎn)品。如工程塑料樹脂的自給率僅為1/3，尤其是特種工程塑料，中國只有聚苯硫醚等少數(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)了工業(yè)化，且多是低端產(chǎn)品;合成橡膠自給率約為65%;國產(chǎn)膜元件國內市場占有率只有10%。同時中國化工新材料還普遍存在著品種單一，通用牌號較多，專用、特種等高性能牌號品種缺乏的問題。
合成橡膠，中國七大膠種雖然全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但牌號數(shù)量要比國外先進水平少很多，如丁腈橡膠(NBR)中國只能生產(chǎn)5個牌號，而國外牌號有300個之多;碳纖維，中國只實現(xiàn)了東麗公司T300級別產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，更高級別的產(chǎn)品還處於實驗室或中試水平;工程塑料領域，中國已是聚苯硫醚生產(chǎn)大國，但是牌號只有40個左右，而國外先進水平達到70個左右。
創(chuàng)新能力弱、缺乏核心技術，工程轉化能力不強、應用技術落後。中國已完成產(chǎn)業(yè)化和中試的化工新材料上千種產(chǎn)品中，目前只有聚酰胺1212(PA1212)等極少數(shù)產(chǎn)品為世界首創(chuàng)，只有反式異戊橡膠產(chǎn)業(yè)化技術等個別技術有望達到國際領先水平。
與國外主要參與研究的大型企業(yè)不同，中國開展研究的大多是高校和科研機構，這些單位普遍存在工程轉化能力薄弱的問題。如北京市化工研究院早在上世紀九十年代就完成了工程塑料聚酰胺11(PA11)的中試研究，但到“十一五”結束仍沒實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化技術突破。工程轉化能力較強的企業(yè)對於技術較復雜、風險高的化工新材料生產(chǎn)技術更注重於技術引進而不是自主開發(fā)，如工程塑料五大品種中的三個產(chǎn)品——聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)和聚甲醛(POM)都是靠引進技術實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
國際工程塑料巨頭都有龐大的應用開發(fā)中心，而國內化工新材料企業(yè)普遍缺乏對產(chǎn)品的應用研究，關聯(lián)行業(yè)之間缺乏溝通、交流。一方面是商業(yè)模式上，中國企業(yè)習慣於模仿和逆向研發(fā);二是中國工程塑料技術人才知識結構缺陷，從事工程塑料人才多是化工或高分子專業(yè)畢業(yè)生，他們對力學、機械、模具等知識及其重要性認知極少。如中國合成橡膠企業(yè)除個別企業(yè)外，龍頭企業(yè)如中石油和中石化均沒有自己的橡膠制品生產(chǎn)和研究中心，產(chǎn)品只提供生膠。
部分產(chǎn)品盲目投資、造成大量資金浪費，資源緊張。中國化工新材料整體技術落後，少數(shù)技術較成熟甚至不成熟的產(chǎn)品卻面臨著盲目投資的問題。如工程塑料行業(yè)中的聚甲醛產(chǎn)品，中國已建成的裝置產(chǎn)能超過40萬噸，2010年開工率約1/3;已建成的產(chǎn)能占世界總產(chǎn)能的28%。
十二五發(fā)展目標及重點
2015年中國化工新材料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值達到約4740億元人民幣，年均增長率約為18.8%，約為同期國民經(jīng)濟增長速度的三倍;國內市場自給率從2010年的60.6%提高到2015年的79.0%，其中合成橡膠和工程塑料及改性塑料也要實現(xiàn)70%以上的自給。
針對這一目標，經(jīng)調研，我們按行業(yè)歸納以下技術應為化工新材料領域“十二五”期間發(fā)展重點。
(一)功能膜材料：在功能膜全領域形成完備的、規(guī)?；哪づc膜元件的生產(chǎn)技術與生產(chǎn)能力，膜性能達到國際先進水準。重點發(fā)展超低壓、抗污染、抗氧化反滲透膜及海水淡化用高壓反滲透膜、微孔濾膜(納濾、超濾和微濾);進一步提高氣體分離膜和元件的產(chǎn)能和產(chǎn)品性能;推進醫(yī)用膜的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，重點提高血液透析膜性能;推進建筑玻璃節(jié)能用納米復合膜的產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)低成本化，替代國外進口;發(fā)展太陽能電池膜和平板顯示薄膜;開發(fā)與膜配套的專用設備，促進多功能膜產(chǎn)業(yè)鏈的形成。大力推進功能膜材料在國民經(jīng)濟各領域的推廣應用。
(二)工程塑料：積極推廣應用具有自主知識產(chǎn)權的聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚芳醚樹脂系列產(chǎn)品;提高聚苯醚、聚甲醛和熱塑性聚酯(PET/PBT)等產(chǎn)品品質，增加產(chǎn)品種類;加強功能化、專用化工程塑料新產(chǎn)品及其應用研究;進一步推動聚碳酸酯、長碳鏈聚酰胺、耐高溫聚酰胺、液晶聚合物(LCP)的研制與開發(fā);加快樹脂共混、改性及合金化進程，鼓勵發(fā)展環(huán)保型改性技術尤其是不含重金屬的改性技術、無鹵阻燃技術。
(三)合成橡膠：加快丁基橡膠(特別是鹵化丁基橡膠)、乙丙橡膠和異戊橡膠工業(yè)化技術、設備開發(fā);加快丙烯酸酯橡膠、氯醇橡膠等特種橡膠的開發(fā)生產(chǎn);大力增加國內市場占有率較高的丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠新產(chǎn)品、新牌號;解決國內乳聚丁苯橡膠環(huán)保橡膠填充油供應，實現(xiàn)低多芳含量丁苯充油橡膠商業(yè)化生產(chǎn);發(fā)展苯乙烯類嵌段共聚橡膠SIS和SEBS等產(chǎn)品，增加專用產(chǎn)品比例;大力發(fā)展合成橡膠新產(chǎn)品，推進節(jié)能型溶聚丁苯橡膠應用，加快稀土順丁橡膠產(chǎn)業(yè)化，開展反式異戊二烯橡膠的應用，增加粉末橡膠、液體橡膠等專用品種和產(chǎn)量。
(四)有機氟硅材料：有機硅控制總量，限制10萬噸/年以下的單體項目建設;加快核心技術開發(fā)，推進產(chǎn)業(yè)化進程，重點是甲基苯基二氯硅烷及其四環(huán)體產(chǎn)業(yè)化技術研究開發(fā);功能性有機硅橡膠產(chǎn)業(yè)化技術和產(chǎn)品開發(fā)，特別是耐高溫硅橡膠、單組份加成型液體硅橡膠、甲基苯基硅橡膠、特種硅橡膠生膠及制品等的開發(fā)及生產(chǎn);直接法合成烷氧基硅烷先進生產(chǎn)技術及硅烷偶聯(lián)劑新品種的開發(fā);有機硅/有機改性材料大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術的開發(fā);多晶硅工業(yè)副產(chǎn)品四氯化硅綜合利用關鍵技術開發(fā);硅油制備新工藝及系列產(chǎn)品開發(fā);硅樹脂新品種，新技術開發(fā)。
有機氟推進系列含氟特種單體的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，加快高性能聚四氟乙烯、可熔融性氟樹脂(尤其是F46和F40等含氟聚合物)、含氟膜材料生產(chǎn)及加工應用技術開發(fā);鼓勵耐低溫氟橡膠、汽車專用氟橡膠及預混煉混煉膠新品種的開發(fā);鼓勵氟碳涂料的開發(fā)，解決高端涂料級聚偏氟乙烯(PVDF)工業(yè)放大問題;鼓勵雜環(huán)類、脂肪族含氟中間體和液晶、平板顯示類含氟中間體，以及低毒含氟農(nóng)藥、含氟醫(yī)藥中間體向高附加值方向發(fā)展;鼓勵含氟電子化學品、新能源含氟材料的開發(fā)。
(五)生物降解塑料重點發(fā)展方向：包裝塑料及其制品、日用塑料和醫(yī)用塑料及其制品，其次是農(nóng)業(yè)、建筑、工業(yè)配套用塑料及其制品。重點發(fā)展完全生物降解塑料，包括聚乳酸(PLA)、聚羥基烷酸酯(PHA)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、脂肪族芳香共聚酯(PBAT)、聚對二氧環(huán)己酮(PPDO)、聚乙烯醇(PVA)、聚己內酯(PCL)等，以及基於天然產(chǎn)物淀粉、纖維素、甲殼素等衍生物的生物降解塑料等，并大力開發(fā)上述生物降解塑料的應用工作。
(六)特種纖維及其復合材料：大力發(fā)展以碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯、聚苯硫醚纖維等特種纖維及其以其為骨架材料的樹脂基復合材料。盡快掌握碳纖維原絲生產(chǎn)、碳化等關鍵技術，攻克T700以上高強度高模量碳纖維生產(chǎn)工藝技術;提高樹脂基材環(huán)氧樹脂的品質;加強應用研究，尤其是復合材料在航空、航天、工業(yè)領域的應用。
(七)工程型熱塑性彈性體：擴大動態(tài)硫化橡膠(TPV)生產(chǎn)規(guī)模，大力推進其高附加值品種的開發(fā)，實現(xiàn)聚烯烴彈性體(POE)規(guī)?；a(chǎn);高耐熱苯乙烯嵌段共聚物(TPS)、高耐熱熱塑性聚氨酯(TPU)和熔紡氨綸用TPU切片實現(xiàn)國產(chǎn)化，填補國內空白。建立功能化熱塑性彈性體(TPE)產(chǎn)業(yè)化示范，實現(xiàn)特種功能TPE的國產(chǎn)化。突破新型TPE制備技術。
(八)無機化工新材料：著力培育鋰鹽等新型化工新材料，重點發(fā)展無機納米粉體材料、無機功能性新材料、無機有機復合材料;把副產(chǎn)資源綜合利用、循環(huán)利用作為行業(yè)發(fā)展的方向，提高產(chǎn)業(yè)集中度培育一批銷售過百億人民幣的大型骨干企業(yè)。
(九)汽車專用熱塑性先進型復合材料、熔體靜電紡絲技術。
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