科研助推新材料产业发展
　　随着五大合成树脂产业规模的逐步扩增及生产技术的成熟，市场竞争已趋白热化；同时，更多的企业将目光转
向新材料领域，在强大的科研力量支撑下，我国新材料产业的发展已经进入全面提速期。氟硅产业充分利用资源优
势，提高产品附加值；特种工程塑料、纳米复合聚酯、高性能热塑性聚酯弹性体等一系列新材料，在巨大的市场需
求面前，科研工作已全面展开，并取得巨大成就；其他配套行业，如塑料助剂中的稀土化合物，在满足产品要求的
前提下，正逐步走向高效环保……
中昊晨光化工研究院副总工程师  柏荣  
有机氟工业必须走清洁生产之路
    我国有机氟材料在“十五”期间取得了巨大的进步，氟聚合物的生产规模由2000年的8200t/a扩大到2006
年的4.2万t/a，市场需求呈快速增长态势。由于有机氟材料工业具有生产工艺流程长、工艺复杂、副产多等特点，
加之公众的环保意识逐渐提高，国家对于生产企业的环保要求也越来越严格；为此，国内有机氟材料行业必将逐步
采用清洁生产工艺，实现循环经济，以减少资源浪费，降低生产成本和最大程度的保护环境。
    CFC-113消费替代技术
　　  四氟乙烯单体生产过程中须从系统中排出部分不凝性气体，与此同时要损失相当数量的四氟乙烯单体，损失
量多者可高达8%。此前厂家多采用CFC-113作为溶剂对四氟乙烯尾气进行吸收解吸以回收四氟乙烯单体，回收率
大于60%。但由于CFC-113对大气臭氧层有很大的破坏作用，必须逐步停止使用。另外采用CFC-113吸附回收工艺，
由于吸附选择性较差，仍有一部分含氟杂质气体溶解于溶剂中，在解吸塔中随回收单体一起进入不良循环系统，造
成系统杂质累积，对稳定的精馏造成不良影响。目前，CFC-113替代方案主要有3种：替代溶剂吸收法、转化法、
深冷法，3种方法各有优劣。
    PFOA（全氟辛酸）回收
    PFOA是聚四氟乙烯等含氟产品聚合用的传统优良分散剂，但是由于特氟龙事件，其安全性受到质疑，PFOA替
代物的研发已迫在眉睫。但替代产品的研发生产应用不可能在短期内完成，因此在相当长的时期内，减少PFOA对
外部环境的排放将是主要处理措施。
    中昊晨光化工研究院采用的离子交换树脂技术对聚四氟乙烯分散聚合液中的全氟辛酸铵进行吸附、解吸，回收
率可达60%左右，同时回收的PFOA的技术指标能够满足生产高分子量聚四氟乙烯树脂的需求。
    高浓度有机氟残液处理技术
    诸多有机氟单体生产过程中均产生一定量的含氟烷烃及烯烃的分离残液，其中还可能含有全氟异丁烯等剧毒物
质，必须经过无害化处理后才可排放。含氟产品生产过程中残液的主要处理方法有：①掩埋或装入钢瓶沉入深海，
缺点是无法从根本上解决问题；②燃气焚烧有机氟残液，其工艺成熟，但焚烧处理温度低，处理能力小，运行费用
高；③转化利用，如将含全氟异丁烯的残液氧化为六氟丙酮等，但存在原料毒性大、设备要求高、安全风险性大等
不足；④等离子体处理技术，属于新型环保技术，最初在美国、德国等得到实际应用，现已在民用工业化生产中得
以应用。
    研发现状
    以上几项清洁生产技术的成功应用，为我国氟化工行业生产中的一些技术瓶颈的解决提供了范例，在实际生产
应用中具有较高价值。
    中昊晨光化工研究院已在四氟乙烯单体生产中成功回收了高纯度全氟丙烯，目前正在实验从四氟乙烯残液中回
收八氟环丁烷等研发工作，预计回收后可减少25%的残液焚烧量；等离子体处理技术用于分解含氟气体物质，目前
已在中昊晨光化工研究院取得较大进展。
蓝星江西星火有机硅厂教授级高工   陈其阳
甲基氯硅烷生产需加速转型
——从经验型、粗放型生产转向科学化、精细化
　　有机硅产业的技术支柱是甲基氯硅烷生产，2005年全球甲基氯硅烷产量达到225 万t，其技术水平高低是其
竞争力的体现，直接影响有机硅产业的兴衰，各大公司都给予特别的关注。近年来，各大公司重点在亚洲地区扩建
单体生产装置，加大开发亚洲市场的力度。2006年我国甲基氯硅烷总产能达到85万t/a，其中中国化工集团为42
万t/a，包括蓝星国际22万t/a、星火有机硅厂20万t/a，另天津基地计划建设20万t/a生产装置。
　　貌似简单的直接法反应，实质上伴有诸多复杂的副反应（如歧化、热分解、水解等），可出现的产物种类达九
十多个。对直接法合成甲基氯硅烷化学反应机理，国外学者多年研究，发表了众多文献，虽然至今尚未尽完善，但
揭示了许多微观图象，对开发催化体系及指导生产颇有启示。我国有机硅单体工业化进程中，对催化体系研究及流
化床工程放大两方面作了许多工作。国内各厂家所采用的催化体系有所不同，但都取得较好水平。国内星火有机硅、
新安化工、吉化公司、晨光院、华陆公司、清华大学、浙江大学等单位在流化床工程放大研究与设计方面都取得了
一些经验。星火有机硅厂在5万t/a装置成功基础上，建成单台10万t/a装置。
　　当前，我国有机硅产业发展处在一个前所未有的良好外部环境之下，企业内部机制也在不断完善，有机硅单体
工业正面临一个大发展的历史时期。国内有机硅生产企业应提高甲基氯硅烷合成生产水平的指导思想，加速从经验
型、粗放型生产向科学化、精细化生产模式转变。
　　（1）降低硅块中铁、铝、钙、铅等杂质的含量，要求精选矿源，改进硅精制技术。
　　（2）甲醇中乙醇含量高，导致氯甲烷中存在微量氯乙烷将给二甲基二氯硅烷分离提纯带来影响，随后存在于
中间体（水解物或环体）的三官能化合物严重影响了硅橡胶的生产与产品性能。因此，制订合成氯甲烷用甲醇的质
量标准应提到议事日程中。
　　（3）进一步开展催化体系的抗毒性研究；在已有规模流化床中强化扩大产能，研究更高活性的催化体系。
　　（4）床内粉状触体粒度分布，在反应过程中受反应程度（以CH3Cl 单程转化率或粗产物得量可表征）、进床
硅粉量及其粒度分布、触体带出量、旋风回床触体量及其粒度分布等因素有关，间接地与CH3Cl 流量、气速、催
化体系与硅粉构成的触体活性相关。建立诸因素的关联模型，掌握过程变化规律，建立科学的生产控制，才能使单
体生产水平更上一层楼。
　　（5）提高二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷、三甲基一氯硅烷、甲基二氯硅烷的纯度，是后续加工和有机硅
材料生产急需解决的问题。
长春吉大高科技股份有限公司首席科学家  吴忠文
特种工程塑料急需产学研紧密合作
　　我国塑料行业的发展可以分为3个阶段：①通用塑料，包括PP、PE、PVC、PS和ABS等，目前已经得到普遍应
用，全部实现规模化生产；②工程塑料，包括PC、POM、PBT、PPO等，目前应用领域正在急速扩张，市场消费量逐
年上升，基本实现产业化生产，但是总体规模较小；③特种工程塑料，主要包括PI、PES、PEEK、PEI等，目前由
于技术、产量和价格等因素限制，应用领域较窄，但是市场前景看好，也是未来塑料工业发展的主要方向。
　　21世纪以前，国外从事特种工程塑料研发的都是有实力的大公司，各公司集中优势发展自己的专长产品，同
时这类新材料的市场开拓诱导期较长；进入新世纪，过去不曾涉足特种工程塑料的大公司纷纷企图进入这一领域，
已经涉足的公司则逐渐向多品种、集约化生产方向发展。
　　国内发展现状
　　聚酰亚胺（PI）：目前厂家分散，规模较小，质量较差。值得一提的是以原上海合成树脂研究所的技术为基础，
近些年建成的一套百吨级生产线，产品质量已大有提高。
　　聚醚酰亚胺（PEI）：长春应化所早已完成了实验室研究，但至今尚未有企业进行中试和投入批量生产的报道。
　　聚砜（PSU）：国内由上海合成树脂研究所最先完成研究开发，目前并未有规模化生产。
　　聚芳酯（U-polymer）：最先由晨光化工研究院研究开发，并完成中试，但并未实现产业化生产。
　　聚苯硫醚（PPS）：上世纪末，由四川德阳科技公司采用四川大学的最新技术，在德阳建成千吨级生产工厂；2006
年，又在成都建成6000t/a的生产工厂；据报道，2007年该公司将在德阳再建一个2万t/a的生产工厂。
　　聚醚砜（PES）：吉林大学自“七·五”开始，先后得到了国家科技攻关计划等的支持，“九·五”末完成了300t/a
规模的工业化试验，然后由长春吉大高新材料有限责任公司投产。不过长春吉大高新材料有限责任公司在2005年
已出让80%股权，现在为外资控股公司。
　　聚醚醚酮（PEEK）：吉林大学在 “九·五”末完成了30t/a中试后，“十·五”又被批准建设500t/a产业化示
范工程，并于2003年第一季度投产。与此同时，2002年利用中试产品进行国际市场开拓的尝试表明，在国产PEEK
树脂主要性能达到国际上同类产品水平的前提下，利用中国专利技术实现了成本降低，售价（出口报价55美元/kg）
具有较强优势。2005年吉林大学高新材料股份有限公司以3.2亿元出让80%股权与Degussa组建合资公司。
　　吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心曾是原吉大高新材料有限公司的技术提供单位，在公司被外资控股
后撤出合资公司，重新与吉大高科技股份有限公司组建长春吉大特塑工程研究有限公司，并于2006年在长春高新
技术开发区筹建两条各为百吨级的PES和PEEK树脂生产线，并于2007年3月份建成投产。
    问题及发展建议
    （1）存在的问题
    由于国内中科院、化工系统的研究院所和主要高等院校都拥有一大批高分子学科方面的研究力量，所以在国外
这一领域刚起步时就能紧跟国外发展趋势，开展并完成一系列实验室基础研究。但是从基础研究走向中试和产业化
却十分困难，目前除PPS已初步实现了产业化外，其他品种都相距甚远，而国外所有品种都已经实现产业化。
    （2）国内技术上独具的自主创新优势不容忽视
    长春吉大特塑工程研究有限公司仅2006年就已申请本领域相关发明专利6项，其中2项已申请国际优先权。
这些专利涵盖现有特种工程塑料中的PES、PSU、PPSU、PEEK、PEEKK等5个品种，其他品种的各相关承担研发单位
也都有相应的新进展。
    （3）能否产业化的关键在于企业的重视和关注
    我国至今除四川德阳科技公司对PPS有大手笔投入外，还不曾有大公司对特种工程塑料有足够的关注，这是值
得深思的现象。而今后我国在特种工程塑料领域要实现产业化，也必须走企业与研究院所联合攻关的产业化道路。
北京崇高纳米科技有限公司董事长  李毕忠
纳米复合聚酯材料应用市场光明
　　我国是全球第一大聚酯生产国，2001～2005年我国聚酯产能增加了1191万t/a，年均增速24%，远高于全球
10%的增幅，2005年国内聚酯产能达到2057万t/a，占全球的40%。2006年是我国聚酯产业加速增长的最后一年，
2007年增速将明显减缓。在产能增长的同时，国内市场需求未能同步跟进，2001～2005年我国聚酯需求增速为18%～
21%，远低于聚酯产能的增长，并且增长率呈逐年下滑的态势，2006年增长率只有15%左右。聚酯产能过剩日益凸
显，导致装置负荷整体下行，2005年我国聚酯装置负荷下降4.0%。
　　常规聚酯产品，尤其是常规短纤维作为棉花的替代品早已经成长为一个独立成熟的产品，企业的竞争多以降价
为手段，利润率下降，市场供大于求，成为绝对的买方市场。而且新增产能也多为常规产品，品种单一，档次不高，
技术含量低。随着竞争日趋激烈，造成生产企业只能以降价来抢夺市场，从而造成恶性循环。
　　传统产品通过改性，拓宽应用领域，实现产品的差别化经营日益受到企业关注，纳米复合聚酯材料就是其中之
一。目前全球范围内对纳米复合材料研究较多的机构有，日本丰田研究中心、美国康奈尔大学、密执安州立大学、
中国科学院化学研究所、美国nanocor公司等单位，涉及的产品有，粘土/尼龙、粘土/热塑性聚酯、粘土/聚丙烯、
粘土/超高分子量聚乙烯、粘土/热固性塑料、粘土/橡胶等。其中，纳米复合聚酯材料性能优越，在力学方面（含
量3%）:弯曲强度高 8%，热变形温度高15℃；树脂加工制品的力学性能和耐热性高，熔融加工性能好,对完成吹塑
/挤出拉条、纺丝等加工过程十分有利，在多个领域应用前景看好，其制品链如图1所示。
　　纳米PET啤酒瓶  优点是阻隔氧气能力提高30%，耐热（巴氏杀菌不变形），耐压（10个大气压），成本低，环
保再生，不爆瓶伤人。
　　纳米PET工程塑料  在航空领域可用于生产飞机的各种开关，以及熔断器、调谐器、继电器、插接件、仪表板
等；通讯领域可以用来生产程控电话交换机设备的集成块、接线板、配电盘、接插件、电容器壳体、天线护套等；
汽车方面可以生产点火线圈支架、熔断器、继电器、插接件等。
　　回收PET再生料  一般的PET回收料来自于碳酸饮料瓶、矿泉水瓶，回收瓶片料在熔融挤出中会出现流淌的现
象，无法重新造粒。加入适量的纳米PET改性剂，能显著提高PET回收料的熔体强度，使得在熔融加工中工艺稳定
（不出现流淌现象），经改性后的料粒可以达到瓶级的要求。
　　抗菌不饱和聚酯  纳米复合不饱和聚酯材料在厨房人造石台面、体育场馆座椅等产品中大量应用，提高厨房用
品和公共设施的卫生性能对大众健康非常有益。
　　纳米复合聚酯的重要用途和发展前景已被学术界和工业界所重视。越来越多具有实用价值的品种将被进一步挖
掘，并带来一系列材料和制品的创新，前景一片光明。
广东炜林纳功能材料有限公司总经理  郑德
稀土化合物——塑料助剂新乐章
　　目前我国高档塑料助剂的生产和研发尚不能满足市场需求，特别是高效、环保助剂的研发生产与国际先进水平
尚存差距。助剂研发和生产水平低，不仅成为我国助剂行业和高分子材料行业发展的“瓶颈”，也严重制约了建筑、
汽车、电子等行业的发展。
　　稀土化合物高效、无毒，物化性能优良，用作高分子材料的添加剂具有传统助剂无可比拟的优势，其研究和开
发应用工作越来越引起行业的关注和重视。由于我国稀土资源的独特优势，其研究、开发应用工作已成为行业热点。
近年来，在国家高技术研究“863”计划等项目支持下，广东炜林纳功能材料有限公司与中科院广州化学所等单位
密切合作，对稀土化合物在通用塑料中的应用以及处理无机粉体等方面做了大量的基础研究和产业化生产工作，取
得多项专利成果和商品化产品，成功建设了3万t/a高性能稀土塑料助剂生产装置，市场应用和发展前景广阔。
    稀土稳定剂在PVC中的应用
　　稀土复合热稳定剂是近年来在我国出现的性价比较高的新型PVC热稳定剂，具有优异的热稳定性能，兼具促进
熔融、偶联、内增塑、增韧以及增艳等功能。其所选稀土为轻稀土，即La、Ce、Pr、Nd中的一种或二种以上的混
合物，与一种或多种有机阴离子化合而成，再与有效物质复配成最终产品。PVC制品稀土系配方与传统稳定剂配方
相比，具有如下优点：
    （1）由于稀土原子的特殊结构，稀土复合稳定剂能使PVC混合料塑化均匀，塑化效率提高，改善物料的流动
性，挤出加工工艺性能优良，产品质量稳定性高。
    （2）由于稀土原子可与多种有机物及无机物结合，并能使树脂紧密包裹CaCO3，故能明显提高PVC制品的冲
击强度和型材焊角强度。
    （3）由于稀土原子具有吸收紫外光、放出可见光的特性，进一步减少了紫外光对树脂分子的破坏，改善制品
的户外老化性能。
    稀土β成核剂WBG在PP中的应用
　　PP是高结晶性聚合物，其结晶度、晶型及晶体的结构形态对其性能起关键作用。以稀土多元络合物或稀土与
第ⅡA族金属形成的双核络合物作为PP的β成核剂，是一种全新结构、全新概念、具有我国自主知识产权的新一
代β成核剂。我国研究开发成功的稀土类β成核剂WBG从结构上看，它是一种新型高效的聚丙烯β晶型成核剂。加
入少量的WBG，可诱导PP产生高含量的β晶型。当WBG用量超过0.05%后，通过Turner-Jones公式计算得到的晶
型相对含量接近90%；加入WBG，可大幅提高PP的缺口冲击强度，特别是提高热变形温度的表现明显优于其他种类
的β成核剂。
    建议与展望
　　稀土元素独特的外电子层结构，显示出既丰富又独特的物化性能，这是稀土助剂研发和应用的基础。但是，目
前对许多稀土高分子材料助剂的具体作用原理了解较为肤浅，这使有关这一领域的开发和研究工作仍带有明显的经
验主义色彩。今后应创造条件加强有关作用机理方面的研究，丰富理论认识。
　　轻稀土化合物用作塑料助剂，不仅为世界助剂大家族增添新成员，同时也为我国富镧轻稀土开辟了应用新途径，
这将对我国丰富的稀土资源优势转化为产业经济优势起积极推动作用。可以预期，发展稀土助剂将为我国塑料助剂
高技术化开拓出一条新途径，加速我国通用塑料高性能化的研发工作。
北京市化学工业研究院副院长  罗道友
高性能热塑性聚酯弹性体（TPEE）发展将全面提速
　　高性能热塑性聚酯弹性体（TPEE）为芳香族聚酯硬段（结晶相）和脂肪族聚酯或聚醚软段（连续相）的嵌段共
聚物，也称聚酯橡胶。TPEE属于高性能工程级弹性体，具有机械强度高、弹性好、抗冲击、耐蠕变、耐寒、耐弯
曲疲劳性、耐油、耐化学药品和溶剂侵蚀等优点，其使用温度范围 (-70℃～200℃)和硬度范围（32D～80D）都较
宽。TPEE成型方法包括注塑、挤出、吹塑、旋转成型和熔融铸塑等各种热塑加工方法。TPEE还可回收再利用，2006
年全球消费量约14.0万t，国内消费量约1.2万t。
　　TPEE最初由美国DuPont公司和日本Toyobo公司率先开发并分别以商品名为Hytrel和Pelprene推向市场，
目前全球TPEE合计产能已超过15万t/a，主要生产公司包括DuPont、Ticona（原Hoechst-Celanese）、GE、Eastman、
DSM
（原AKZO Chemie）等多家。国内进行TPEE研发的院所主要包括中科院化学所、天津石油化工研究院、晨光化工
研究院、上海中纺投资发展股份有限公司、北京市化学工业研究院、辽阳科隆塑胶树脂有限公司等，目前国内已建
成千吨级的生产装置，但产品质量与国外相比还有差距。
    应用技术
　　（1）以聚对苯二甲酸丁二醇酯为硬段、聚四氢呋喃醚为软段的嵌段共聚物因具有优良的综合性能而成为这一
类产品的主流，且该类产品的应用领域也最为宽广。
　　（2）以聚乙二醇为软段的聚醚酯共聚物由于具有降解产物酸性低、生物相容性好、不易引起受体组织炎症反
应、价廉易得等优点，主要用作生物材料。
　　（3）丙二醇替代丁二醇、聚丙二醇替代聚四氢呋喃醚，降低了聚酯弹性体的成本，可在中等性能要求的领域
使用。
    应用领域
　　汽车行业：主要用作CVJ防尘罩、转向器护套、减震器护套、防尘罩、牵引联结罩、远距波纹管、发动机进气
风管、安全气囊盖板等。
　　电子电器行业：主要用作电缆护套、光缆护套、电器弹性按键、无绳电话天线罩等。
　　工业制造：主要用作密封件、传送带、电梯滑道、高压垫圈、消音齿轮、卷烟机弹簧片等。
　　薄膜：利用TPEE中软段的化学特性，可制作成防水和透气优良的薄膜。
　　生物材料：PEG-PBT可应用于承重和非承重骨的置换、人工鼓膜、伤口修复、人工皮肤、药物缓载体等。
　　弹性纤维：聚酯弹性体可熔融纺制弹力丝，虽没有氨纶弹性好，但可用熔体纺，设备要求低、无毒、无污染、
成本低，其弹力丝尤其适合医用，如弹力绷带等；也可与涤纶共纺，低度加弹；与丙纶共纺，改进丙纶染色性及吸
湿性。
　　高分子改性剂：聚酯弹性体作为特种橡胶是一种很好的高分子材料改性剂，与PET 、PBT共混，增韧、促进结
晶、改善熔体流动性；与PC共混，改善低温抗冲、应力开裂；与软质PVC共混，提高室温柔顺性、改善低温性；
与ABS共混，增韧、改善耐侯性、耐油性；与 PP共混，增韧、改善表面极性，提高与涂料结合力等。
    展望与建议
　　目前，国内TPEE产业规模较小，产品停留在中低档水平，汽车配件等领域几乎都采用进口产品。由于国外产
品的高价，使得一些中低档汽车只能采用性能一般的其他产品替代。
　　随着汽车工业快速发展，公众安全与环保意识的日益加强，汽车领域成本竞争压力逐步加大，汽车零部件厂家
对低价位高品质TPEE发出了强烈的需求信号，预计”十一五”末国内对TPEE的年需求量将高达3.5万t以上。
　　“十一五”期间规模化开发价格合理、性能优越的TPEE系列产品，将成为国内高分子新材料开发的热点之一，
这对提升我国高分子新材料的国产化水平及推动汽车等制造业的发展皆具有重大的意义。