在近日舉行的2025全國石油和化工行業(yè)科技創(chuàng)新大會開幕式上,工信部原材料司二級巡視員韓敬友指出:“精細化工不僅是石化行業(yè)高質量發(fā)展的核心動力,更是產業(yè)升級與新質生產力培育的戰(zhàn)略支點。”這一論斷在大會同期舉辦的2025精細化工創(chuàng)新發(fā)展論壇引發(fā)共鳴,與會專家一致認為,精細化是化工品最大的增長點,破解精細化工行業(yè)結構性矛盾、突破科技創(chuàng)新瓶頸,已成為實現(xiàn)石化強國夢的突破口。
行業(yè)結構性矛盾突出
什么是精細化工?石油和化學工業(yè)規(guī)劃院副院長、教授級高級工程師鄭寶山指出,按照工信部等九部門聯(lián)合發(fā)布的《精細化工產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施方案(2024—2027年)》中的相關論述,精細化工通常指精細化學品和化工新材料,是與基礎化工相對而言的。
當前,我國精細化學品的年產能已經接近2億噸,大宗產品供應有余,總體保障率達到90%。相對應地,精細化工的創(chuàng)新能力和企業(yè)創(chuàng)新投入顯著提升,不斷打破國外技術與產品的壟斷,形成了一批具有國際知名度的領軍企業(yè)。
此外,我國精細化工行業(yè)在全球市場中也占有比較突出的競爭地位。比如農藥、合成高倍甜味劑全球市場占有率達75%,橡膠助劑達70%,食用有機酸、飼用維生素達60%。
但是,當前精細化工領域存在結構性矛盾突出的問題。食品添加劑、傳統(tǒng)農藥等自給率大于130%,而光刻膠、特種氣體、高端濕電子化學品等產品自給率卻不足20%。此外,產能釋放不足、應用技術薄弱、關鍵原料受限、市場推廣不力、替代不及預期等短板也制約著行業(yè)的發(fā)展。
鄭寶山提醒:“精細化工的短板就是我們從石化大國向石化強國跨越的絆腳石?!?/p>
科技創(chuàng)新驅動產業(yè)突圍
“目前精細化學品可展現(xiàn)的性能與下游期望值相差巨大。99%的精細化學品我們能做,但產品穩(wěn)定性與品質與國際先進水平相比仍有差距?!辟Y深化工行業(yè)專家楊向宏說道。
科技創(chuàng)新是破局“利器”?!耙孕旁交瘜W為例,它由一家氮肥廠蛻變成全球PVC和半導體硅材料領域的頂尖企業(yè),靠的就是持續(xù)不斷的研發(fā)創(chuàng)新?!睏钕蚝杲榻B道,“再以3M為例,它擁有46個核心技術平臺,分別在材料、工藝、研發(fā)能力和應用開發(fā)方面,針對每個技術進行深挖。比如鏡面反射膜(ESR),3M已做到能在零點幾毫米的厚度上堆疊700多層的薄膜層,實現(xiàn)膜層厚度與納米級光波長的匹配?!?/p>
科技創(chuàng)新也需緊跟市場需求。楊向宏以膠黏劑為例進行了解釋。在工業(yè)制造領域,膠黏劑曾被視為不起眼的輔助材料,但如今,它正以分子級精密粘接技術重塑制造業(yè)的底層邏輯,從航空航天復合材料的無縫連接到柔性電子器件的納米級封裝,膠黏劑進階為“功能化解決方案”。未來,膠黏劑將在以下三方面進行技術突破。一是環(huán)保型膠黏劑,實現(xiàn)從有揮發(fā)性有機化合物(VOCs)排放到“零碳粘接”;二是高性能黏接劑,被稱為極端環(huán)境下的“分子鎖”,具有耐極端環(huán)境、動態(tài)適應性等特點,可應用于C919大飛機機翼碳纖維—鈦合金異質材料粘接;三是功能性膠黏劑,被稱為黏接劑的“智能材料”,可用于5G芯片封裝用各向異性導電膠、生物醫(yī)用膠、響應型膠黏劑等領域。
創(chuàng)新熱點引領產業(yè)變革
楊向宏分享了精細化工科技發(fā)展的熱點趨勢。一是各種高性能纖維,如超高相對分子質量聚乙烯纖維、碳化硅纖維、芳綸纖維、陶瓷纖維、聚烯烴彈性纖維、聚對苯撐苯并二口惡唑(PBO)纖維和聚苯硫醚纖維。其中,PBO纖維是有機高性能纖維中力學性能和耐熱性最高的產品,是理想的紡織原料。楊向宏說道:“一根直徑為1毫米的PBO細絲就可吊起450千克的重物。”碳化硅纖維也是未來發(fā)展熱點。在高溫、加熱與熱交換工業(yè)領域,第三代碳化硅能實現(xiàn)1500℃長時間耐溫;在腐蝕環(huán)境和磨削、耐磨損機械領域,碳化硅硬度僅次于金剛石和六方氮化硼;在半導體領域,第三代碳化硅可用來制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件;在光學應用領域,高折射率與高熱導性使其成為AR眼鏡光學組件的理想材料。
二是高性能新材料,如結構化材料、極端環(huán)境材料、能源材料、相變材料、絕熱材料、新型催化劑等。其中,乙烯-丙烯酸類共聚物很有前途,如乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)在-40℃還能保持抗沖擊性能,且材料柔韌。同時EBA和各種聚合物相容性好,可作為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)的改性材料。碳納米管性能同樣優(yōu)異。其電導率是銅金屬的1萬倍,熱導率也遠超其他金屬材料,雖密度僅為鋼的1/6,但抗拉強度卻是鋼的100倍,彈性模量與金剛石相當,是鋼的5倍,已被大規(guī)模應用于鋰電池和導電塑料領域。聚己二酰間苯二甲胺(MXD6)拉伸強度、耐熱性、耐化學性、尺寸穩(wěn)定性等方面都可以匹敵甚至超越聚醚醚酮(PEEK),但其成本僅為PEEK的1/10至1/5,可廣泛應用于汽車、航空、電子電氣等領域。
三是硅基新材料。這是可能顛覆涂料、膠黏劑產業(yè),如含改性有機硅樹脂的涂料能承受300℃~700℃的高溫,硅醇可以通過縮聚反應制備硅樹脂,也可以改善材料表面性能。
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