加快产业创新步代推进行业稳步前行
新材料技术作为国家重点发展的前沿技术之一,有着蓬勃的发展动力和广阔的发展前景,实施自主创新战略、
技术集成战略、可循环可持续发展战略对促进行业升级换代有着重要的指导意义。在特种工程塑料、氟化工、有机
硅等领域加强技术创新,培育自主创新的载体和平台,形成产、学、研一体化发展机制,走系列化、精细化、差异
化、高性能化、功能化发展路线,提高企业抗风险能力与市场竞争力,进而提高行业赢利能力。
中国化工信息中心副主任 李中
特种工程塑料将进入一个高速发展时期
进入21世纪,特种工程塑料的应用正逐步从航空航天、国防军工领域扩展到一般民用领域,成为电子电气、
交通运输、机械制造、医疗器械等领域的重要原材料。近年来中国通用工程塑料的需求量高速增长,到2006年已
达160万t。而PC的纯进口量约为58万t,POM约11万t,PA约47万t,PBT/PET约17万t,PPO约6万t,通
用工程塑料整体的自给率仅为13.1%。急需发展的工程塑料品主要有PETG(乙二醇改性共聚聚酯)、MPPO(改性聚
苯醚)、PPS(聚苯硫醚)、PI(聚酰亚胺)/PEI(聚醚酰亚胺)、 PSF(聚砜)/PES(聚醚砜)、LCP(液晶聚合物)、
PVDF(聚偏氟乙烯)。近几年外资企业纷纷进入我国,预计今后我国通用工程塑料的自给率将会大幅提高。
目前我国工程塑料的研究力量比较强,尤其是一些特种工程塑料在我国是拥有自主知识产权最多的塑料品种,
一些品种甚至在国际上也处于领先水平。但特种工程塑料产业化水平与国外差距较大,主要表现在生产规模太小、
生产工艺自动化程度低、成本高、缺少配套原料供应、质量稳定性差、牌号单一等方面。具体体现在通用产品产量
高,而高性能、高附加值的产品相对较少,特别是某些高技术关键材料完全依赖进口;工程塑料科研项目开发以材
料性能指标为考评点,缺乏市场导向,应用开发滞后,成果转化率低,规模化生产程度更低;主要研发工作集中在
科研单位,企业投资少,企业没有从项目开始时就进入,导致了成果转化率低;材料的合成与加工装备落后,相关
原料的生产技术落后,产量缺失也是造成工程塑料规模化程度低的重要原因;资源和能源利用率低,废弃资源的回
收技术和水平低,环境问题突出等。目前仅有PPS实现了产业化生产,其他许多产品年产量只在百吨左右。
我国特种工程塑料发展首先要继续加强前沿技术研究,加大投资力度,集中力量取得重要突破。并要把研发与
应用有机结合,形成产、学、研一体化发展机制。其次要动员国有大公司或有实力的民营企业关注这些成果的应用
与发展,抓住机会进行投入,利用他们在资金、品牌、市场渠道、信誉资本等方面的优势,确保新产品开发。要使
自主研发的科技成果充分发挥其技术优势,尽早实现规模化生产,满足国民经济发展的需要。目前国际发展、国内
需求、国家政策以及相关行业政策的制定都对化工新材料产业发展产生巨大的推动作用,因此建议行业抓住机遇,
加强我国化工新材料产业发展在技术与生产结合以及企业规模化经营方面的实力,减少产业投资者的不必要损失,
提高行业赢利能力,把行业做大做强。
巨化集团公司董事长 叶志翔
氟化工先进制造业的产业创新
我国氟化工行业经过50年的发展,产业总体生产技术水平有了较大的提升,通过消化吸收引进技术与自主研
发创新相结合,企业技术进步的步伐明显加快,生产装备也有了不少改进。HF、F22、TFE、HFP 、VDF单体等基础
原料已形成规模,CFC淘汰行动比原计划提前实施,ODS替代品的开发已形成系列,以芳香族氟化物为主体的含氟
中间体有了很大的发展。此外三废治理技术有了较大进步,某些领域的研究取得了重大突破。
目前世界氟化工产业已向萤石资源集中地区、发展中国家、市场潜力大的地域转移,中国凭借良好的投资环境、
广阔的市场、相对低廉的制造成本,已经成为国际制造业的主要基地。但高新氟化工专有技术依然被国外垄断,跨
国公司借技术优势,走高精尖产品路线,产品品种多样化、差别化、个性化、系列化、精细化。目前我国氟化工行
业主要存在以下问题:①不可再生资源的无序开采和浪费;②环境保护与安全运行的压力大(介质高腐蚀、废水难
生化、单体易爆性);③低水平重复建设与恶性竞争;④研发投入不足,制约了氟化工的后续发展,跨行业的上下
游联系不够紧密;⑤人们对氟材料认识存在误区(“恐氟症”,渲染“无氟”概念)。
巨化集团作为中国氟化工领域重要一员,近年来取得了蓬勃发展,基于工作着眼点放在:①在产业结构调整上,
不断调整,不断整合,不断优化,实现纵深发展,精细化发展;②在产品结构调整上,改进性能,提升品质,形成
拳头和特色;③在技术创新上,坚持“开发开放”的原则,深化国际科技合作,加强了与大专院校、科研机构的交
流,实施技术创新体系建设,培育自主技术创新的载体和平台;④在管理创新上,依托现代信息技术,整合资金流、
信息流、物流。⑤在产业集聚上,按照“我为他人配套和他人为我配套”相结合的思路,加大招商引资力度,与政
府联手,实施产业招商,推进联动发展。
为推动氟化工新材料的发展,建议行业协会充分发挥协调功能,国家加大萤石资源保护与节约利用的力度,企
业与科研单位加强经济技术交流与合作,优势互补,同时开展新材料推广和导向,引领消费分工协作,细分市场,
建立竞合关系,营造合理有序、共存共荣的发展环境。
朗盛集团大中华区总裁 王永利
从传承到创新 实现有利润的增长
随着经济全球化进程的加快,许多化工集团正面对来自亚洲低成本生产企业的残酷竞争,装置规模日趋大型化,
而利润却不尽人意。化工企业间的并购、重组、拆分热潮重塑了化工行业,不仅出现了很多新面孔,也使该行业变
成更偏重于金融运作的行业。
亚洲和中东的竞争对手改变了行业的地理布局,中石化、萨比克、台塑等公司日益跻身世界化工前列,2005
年销售收入分别达到211亿美元、189亿美元、187亿美元,分列世界化工企业排名的第7、10、11名。中东的乙
烯产能由1990年的270万t/a增至2005年的1100万t/a,年均增速近10%,预计2010年将达2750万t/a。橡胶
的下游用户轮胎企业正逐步向亚洲迁移,预计2007~2010年德国轮胎产量保持平稳,而中国却保持8%左右的年均
增速。过去20年间,亚洲地区GDP在全球的比重翻了一倍,预计2016年将达到1/3,其中中国的增长是最重要的
因素,亚洲市场在全球范围内举足轻重。全球化一体化进程推进世界贸易多元发展,新兴市场对化工产品的需求快
速增长。有效利用资源,实现可持续发展;关注安全、环保和健康;积极开发替代化学品,为全球化工企业提出了
挑战,同时也创造了机遇。
在全球制造基地转向亚洲的大背景下,欧洲化工企业需要考虑怎样生存。朗盛是一家年轻的化学公司,2004
年通过整合拜耳集团化学品业务和部分聚合物业务而成立。传承了140年的化工创新传统,在18个国家拥有50
个生产基地,15个业务部门,2005年销售收入 89亿美元。朗盛将继续主动地提高效率,调整自己的业务使之符
合市场和行业趋势,通过并购、整合等措施来顺应行业的分化与合并趋势。此外,朗盛还在经营、研发、企业文化、
人才等方面实现了创新。包括利润决定产品线的战略,实现有利润的增长,面对原材料和能源价格的不断上涨,朗
盛将不断优化产品线,减少业务复杂程度,严格管理流动资金,以及采用新型商业模式;将非核心业务剥离者,并
为剥离出去的业务创造一个长远发展平台;关闭了一些地区的某些业务,对生产企业、制造流程进行优化。具体举
措包括:将全球最大的水合肼生产从美国Baytown移至山东潍坊;将工业橡胶业务总部及应用开发中心移至上海;
在无锡设立皮革化学品技术研发中心,启动了高性能工程塑料新生产线,以满足汽车工业的需要;在安徽铜陵建立
橡胶防老剂的生产基地;在青岛,莱茵化学将使其橡胶添加剂产能翻番。2005年朗盛在亚太地区的销售额达12亿
欧元,2006年上半年朗盛在亚太国家的化学品总产量增加了6.8%。
朗盛已经为未来的化工周期做好准备,专注于高利润和专业化学品的生产。灵活的资产调整和管理,严格运营
资金的使用,广泛采用快速反应的工具,必将实现盈利能力持续大幅增长。
中蓝晨光化工研究院总工程师 杨晓勇
氟硅产业发展空间广阔
目前,我国有机氟工业生产技术、装置规模、产品品级都得到显著提高,基本能满足国内需求,部分产品可以
参与国际市场竞争。具备了800kt/a无水氟化氢,7.4万t/a TFE、3.3万t/a PTFE、0.29万t/a可熔性氟树脂、
0.3万t/a氟橡胶生产能力,与美国、日本、欧盟成为世界四大氟产品生产和消费区;有机硅工业也已初具规模,
能生产各类有机硅单体及终端产品。目前我国初级聚硅氧烷生产能力为120kt/a,预计2007年将达到220kt/a。在
有机硅后加工产品方面,已建成包括热硫化硅温胶、室温硫化硅温胶、硅油及其二次加工品、硅树脂、硅烷偶联剂
等各类生产企业1000多家,年销售额超过100亿元。
但是由于氟硅企业技术投入少,普遍缺乏拥有自主知识产权的核心技术和拳头产品,多数企业科技支出费用占
主营业务收入的比重不足1%,远远低于国际先进企业5%以上的水平。氟产品出口以萤石、氢氟酸以及普通品级的
PTFE为主,而高品质氟树脂和氟橡胶仍需要进口。有机硅方面,关键的中间体硅氧烷主要依赖进口,国产品份额
只占40%,目前我国硅氧烷缺口约12万t/a。2006年世界有机硅的最大热点在我国,我国已成为世界有机硅项目
投资最活跃的地区,预计到2010年,我国硅氧烷产能将占世界总产能的一半。
氟硅材料是高性能化工新材料,生产技术复杂,产品性能好,但整体价格较以石油天然气为原料的材料高,随
着石油产品价格上涨,两者之间的价格差距正在逐渐缩小,因此界能源危机和石油价格上涨为氟硅新材料提供了发
展机遇。
我国氟硅工业的当务之急应加大科技投入,调整产业结构,依靠技术进步促进行业发展和产品的升级换代,提
高产品的技术含量和附加值,向系列化、精细化,差异化、高性能化和功能化方向发展,变以价取胜为以质取胜。
例如将PTFE、氟橡胶和可熔融聚合物的比例逐渐调整到75%、25%、10%的合理范围;对PTFE,主要开发新品种和
优化品级,悬浮树脂重点发展细料、造粒料、预烧结料、改性料和填充料;分散树脂重点开发高压缩比、超高分子
量的新品级;大力发展可熔融加工氟树脂,扩大生产能力,着力开发适合快速挤出加工的FEP新品级、PFA造粒料、
透明氟树脂及用于涂料、电池和压电材料的PVDF等;投入力量开发含氟功能材料如用于燃料电池的含氟质子交换
膜用的树脂、电解用离子交换膜用的树脂、用于电线被覆材料和透明薄膜的ETFE等;氟弹性体方面,目前主要品
种为26型氟橡胶,应重点开发VDF-TFE-PMVE三元氟橡胶、全氟醚橡胶、四丙橡胶、氟硅橡胶等其他氟橡胶;热硫
化硅橡胶生胶应扩大单机产能,增加品种牌号,根据需要调节分子量和分子量分布,减少挥发份含量;混炼胶要针
对不同应用领域开发系列化、差异化品种和高性能、高品质的新品种,提高胶料的储存稳定性等。
瓦克集团科学顾问委员会主席 Klaus
创新驱动 有机硅技术进步
有机硅的应用非常广泛,已经渗透到建筑、加工业、医药、汽车、塑料、电子、纺织、造纸等领域的生产中。
2005年全球有机硅产量超过200万t,同比增长约6%,销售额约1000亿美元。产品种类有硅油、弹性体、硅树脂、
有机硅氧烷,其中硅油的产量占有机硅总产量的40%以上。目前,有机硅生产企业主要分布在美洲、欧洲和亚洲,
且基本形成三足鼎立的局面。
瓦克作为世界主要的有机硅生产企业,创新不仅体现在生产技术方面,已经渗透到经营、管理、研发等各个环
节。在创新模式背后隐藏着公司寻求增长的指导原理。一系列新业务的成长需要两个创新过程同步进行,我们概括
为持续性创新和颠覆性创新。持续性创新包括制定假设,根据假设进行预测,根据项目进行投资决策,实施周密的
战略;颠覆性创新包括做出预测,要实现预测结果哪些假定必须成立,检验或测试关键假设的合理性,进行投资。
人们对舒适、安全和健康、环保的日益关注,促使新型化妆品和保健品、服装、多性能电子产品、新型照明系
统、轻质安全材料、高效胶粘剂、清洁剂、耐磨涂层、新型绝缘材料、环境友好产品、清洁高效能源系统等领域对
有机硅产品需求显著增长,这不仅为有机硅产业发展带来难得的机遇,同时也对有机硅性能提出更高的要求,有机
硅企业应不断开发新产品、新用途,改进生产技术以满足需求。
全国特种合成纤维信息中心主任 罗益锋
加快技术创新 推进高性能纤维产业做大做强
我国高性能纤维研发始于上世纪60年代初,除蜜胺纤维等少数品种外,国内已研制出30多个品种,但多数品
种尚未实现产业化。目前处于小试阶段的品种有强度4.2GPa以上和模量400GPa以上的高性能PAN基碳纤维
(PAN-CF)、PBO纤维、碳化硅类纤维等;投入中试的品种有强度3.6~4.2GPa和模量400GPa的PAN基碳纤维(PAN-CF)
及其原丝、对位芳酰胺(PPTA)纤维、杂环芳酰胺纤维、干纺高强聚乙烯(UHMWPE)纤维等;已经产业化并具有国
际竞争力的品种有UHMWPE纤维和间位芳酰胺(PMIA)纤维;正在建设或筹建较大规模生产厂的品种有强度3.6~
4.0GPa的PAN基小丝束和大丝束碳纤维及其原丝、PPTA纤维及玄武岩纤维。
2002~2004年全球高性能纤维供过于求,价格下降,促进了国内应用市场的大发展。2005年以来,世界高性
能纤维供应趋紧,行情不断攀升。2005~2006年间PPTA纤维的国际价格上涨8%~10%,而我国进口的PAN基小丝
束碳纤维价上涨2~5倍,不少厂家货源非常紧张,迫使国家相关部门和企业进步加大了对高性能纤维研发的投入
力度,海外资金也开始参与国内高性能纤维的产业化建设。但与日本相比,我国的PAN-CF、PPTA纤维等高性能纤
维在产量、产品种类、装置规模等方面相距甚远。2006年,我国有PAN-CF纤维生产企业4家,总产能200t/a,而
日本有生产企业3家,总能力达2.78万t/a;我国最大公司规模为160t/a,系列产品2种,而日本最大公司产能
为1.21万t/a,系列产品有22种。目前,我国最大PPTA纤维企业产能为10t/a,系列产品2种,产品最高强度
20 CN/dtex,而日本最大PPTA纤维生产企业帝人公司的产能达2.05万t/a,产品系列7种,产品最高强度20.5
CN/dtex。
当前,盲目建厂、低水平重复建设是我国高性能纤维产业发展中存在的主要问题。预计到2010年,我国新建
碳纤维生产厂10家,总产能超过5000t/a,届时将出现类似美国上世纪80年代的UCC、Hercules、Amoco、Hitco、
Great Lake Corbon、Stackpole等多家公司并存的状态,最终也必将出现优胜劣态的局面。而UHMWPE纤维的现状
更令人堪忧,目前国外只有帝斯曼、东洋纺和霍尼维尔 3家企业在生产,而我国除宁波大成、湖南升鑫和北京同
益中特种纤维3家公司外,已建成的大小企业尚有7家,正在建设中的约有5家,产能远远大于需求,应引起国家
有关部门的关注,及时采取有效措施强化行业管理,加强科学发展观的宣传和落实,提高企业自律能力;国家主管
部门应加大监管和审批把关力度;拥有知识产权的企业应加强维权;在条件具备时,鼓励企业间的联合、兼并和重
组,使有竞争力的厂家迅速做强做大;按照市场竞争的规律,实现优胜劣汰。
从全球范围来看,日本的高性能纤维已占据明显优势,而美国的优势正在下降,俄罗斯拥有自己独特的高性能
纤维,但产业化水平低,第三世界国家和我国台湾的动向值得关注。目前,我国的PMIA和UHMWPE纤维已实现产业
化,并具有一定国际竞争力,预期到2010年我国PAN-CF和PPTA纤维的产能将分别达到3000t/a和1000t/a,跃
居世界第4位,到2015年我国将挤身世界第三大高性能纤维生产国,PAN-CF、PMIA、PPTA、BF和UHMWPE纤维生
产能力均有望发展到5000t/a,但产品系列化程度与国际先进水平仍有差距。为了实现上述目标,企业应加快自主
开发进程,加大技术引进力度,重视人才战略,国家应鼓励国外企业参与我国高性能纤维的研发、合作、合资生产。
宁波大成新材料股份有限公司董事长 陈成泗
UHMWPE纤维技术创新进程加速
高强聚乙烯纤维又叫超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,于上世纪70年代末研制成功,并于80年代末进入产
业化生产,与碳纤维、芳纶并称为当今世界三大高科技纤维。但与后两者相比较,UHMWPE纤维的强度更高,重量
更轻,化学稳定性更好;且具有很好的耐候性、耐低温性。UHMWPE纤维的耐磨耐弯曲性能、张力疲劳性能、抗切
割性能也是现有高性能纤维中的领先者,在安全、防护、航空航天、国防装备、车辆制造、造船业、体育领域发挥
着举足轻重的作用,在民用工业领域作为抗冲击、减震材料及高性能轻质复合材料也有着广阔的应用前景。
高强聚乙烯纤维所用的原料是分子量高达300万以上的超高分子量聚乙烯,熔体粘度极大,几乎没有流动性,
挤出过程容易发生熔体破裂,凝胶纺丝法是惟一可以工业化的生产技术。目前,国内已发明了混合溶剂的凝胶纺丝
技术,通过控制溶胀速率、溶液浓度,制备了高浓度的纺丝原液,突破了凝胶纺丝要采用准稀溶液的传统观点。通
过专门设计的高精度、大长径比、特殊的结构形式的双螺杆挤压机对UHMWPE的挤压溶胀、溶解和脱泡,缩短了UHMWPE
在高温下的停留时间,减轻了降解程度,有利于实现溶胀均化。
高强聚乙烯复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、综合性能优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已
广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,近几年更是得到了飞速发展。由于高强高模聚乙
烯纤维高度取向,表面非常光滑,而且聚乙烯纤维分子链上既不含有芳环也不含有酰胺基、羟基或其他敏感的化学
基团,造成纤维表面惰性和非极性、浸润性差,因此纤维与基体之间的界面粘结强度低,影响了UHMWPE纤维复合
材料的力学性能。通过对纤维表面性能的改进,我国已开发出适合用于复合材料的UHMWPE纤维经编布,纤维树脂
界面性能大大提高,目前已应用于空军应急跑道、冲锋舟、游艇、防弹器材以及建筑工程结构加固补强等项目中。
据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万t;20
世纪90年代美国复合材料产量年均增长率约为4%~6%,2000年产量达170万t;2000年亚洲复合材料总产量约
145万t,2005年达180万t。
目前,国内企业继续开发以UHMWPE纤维为增强材料的高性能复合材料,以期在更多的领域替代碳纤维,节约
相关装备的制造成本,为推动我国这一重大高科技产业的腾飞做出新的贡献。