重点推荐 我国化工新材料的发展机遇与建议

　　重点推荐 我国化工新材料的发展机遇与建议顾松园，教授级高级工程师, 清华大学应用化学专业硕士，现任中国石化集团经济技术研究院有限公司（中国石化咨询有限责任公司）、副总经理，长期从事石油化工工艺和催化剂开发与制造技术研究、科研管理和能源化工行业发展咨询等工作。

　　摘 要：化工新材料作为关键基础材料，支撑了我国战略性新兴产业的发展，是我国高质量发展的“新引擎”。目前，我国化工新材料正处于由中低端产品自给自足向中高端产品自主研发的过渡阶段，国产化技术不断突破，国内企业加速崛起，为我国高端装备、新能源、电子信息等战略性新兴产业提供了不可或缺的物质基础和保障。但我国化工新材料产业结构性短缺问题依然突出，关键技术和产品仍受制于人。文章结合国家重大战略发展需求，从战略性新兴产业出发，探讨我国化工新材料的发展机遇和挑战，助力我国石化行业高质量发展。

　　我国经济发展已经由高速增长阶段转向高质量发展阶段，从量的扩张转向质的提升，现阶段，我国坚持把高水平科技自立自强作为引领高质量发展的核心驱动力。化工新材料作为我国战略性、基础性产业，是高技术竞争的关键领域，积极培育和发展化工新材料产业有助于加快形成新质生产力，增强我国高质量发展新动能。

　　近年来，我国化工新材料的发展受到了工业和信息化部等国家部委和行业协会的高度关注。2022年2月，中国石油和化学工业联合会印发的《石油和化学工业“十四五”发展指导意见》中强调，“十四五”期间，行业将以推动高质量发展为主题，加快化工新材料产业的发展，并提出“十四五”末，化工新材料产值占化工行业整体比重超过10%。2022年4月，工业和信息化部等五部门在联合发布的《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》中提到，“十四五”期间要大力发展化工新材料和精细化学品，化工新材料保障水平达75%以上。

　　2022年，我国化工新材料产值首次超过1万亿元，农药、染料、涂料等传统精细化工产业稳居世界第一，产业规模不断壮大。同时，我国化工新材料国产化技术不断突破，自给率也不断提升，2022年我国化工新材料自给率约为56%。

　　按照材料性质和应用领域，将化工新材料分为九大类，分别为高性能聚烯烃、高性能纤维、高性能合成橡胶及弹性体、高性能膜材料、高性能工程塑料、高性能氟硅材料、可降解材料、专用化学品、精细化工及关键单体（见图1）。

　　2023 年5 月，万马高分子成功攻关110kV聚丙烯（PP）电缆用绝缘料及屏蔽料配方技术，新型电缆料在具备可塑化、可循环再利用等独特优点的同时，在耐温、绝缘等关键性能上也得到大幅提升，现已成功在广州挂网并安全运行，标志着我国绿色电缆正式进入工业化应用阶段；2023年，拓烯科技作为国内目前唯一突破环烯烃共聚物（COC）原料单体合成、高效能催化体系、聚合工艺和专利四大瓶颈的企业，实现了我国COC首次工业化生产，产品折射率达到光学镜片材料高折射的要求，打破国外技术垄断，引领了我国高性能光学材料的进口替代。电池软包铝塑膜是软包锂离子电池专用封装材料，起到保护内部电芯、隔绝外界环境的作用，我国长期依赖进口。2023年11月，中国石化成功解决影响软包膜耐冲深、热封和耐电解液性能的关键问题，开发出电池软包用流延聚丙烯（CPP）薄膜专用料，并实现了工业化生产，攻克了锂电产业链国产化的“最后一块高地”。

　　天辰齐翔作为国内首套拥有工业化尼龙66（PA66）装置完整产业链的生产企业，于2022年克服了生产过程中主要组分间沸点接近、制备己二腈过程中产物分离纯化困难的问题，成功自主研发了丁二烯直接氰化法生产己二腈工艺，填补了我国能生产PA66但不能生产其原材料的空白，突破了国内高端尼龙产业链的“卡脖子”难题。同年，中国石化自主研发了48K大丝束碳纤维，成为国内首家掌握大丝束碳纤维技术的企业，实现了我国碳纤维从12K到48K的重大突破，并成功应用于总长377m的青岛海口路跨风河大桥。同时，在中建八局长深高速项目的气膜结构砂石料场中也实现应用，这也是碳纤维复合材料在气承式膜结构索网系统中的首次应用，是迄今我国土木工程领域应用的最长碳纤维筋索。

　　高频覆铜板是高端电子电路基体材料，由高性能液体橡胶制备的高频覆铜板具有信号传播速度快、传输过程不失真等特性，中国石化采用自主研发技术于2023年10月顺利产出高频覆铜板用液体橡胶合格产品，实现我国高性能液体橡胶的首次国产化，为我国信息产业安全提供了关键原材料支撑。近年来，中国石油牵头承担了我国高性能合成橡胶产业化关键技术项目，并成功实现了星型支化丁基/溴化丁基橡胶、官能化溶聚丁苯橡胶、窄分布支化稀土顺丁橡胶的产业化生产及在轮胎中集成应用的示范，打破了我国高性能轮胎制造对国外高端基础橡胶原材料和先进加工技术的依赖。

　　在近年关注度极高的电子化学品领域，2023年宁波南大光电国产干式及浸没式以氟化氩为曝光光源的光刻胶（ArF光刻胶）再次通过芯片制造企业的技术认证，从最初应用于50nm工艺，到目前已发展至满足55nm平台后段金属布线层的工艺要求。在高性能氟硅材料领域，东岳集团作为中国氟硅材料的龙头企业，2023年自主研制出在植入、介入和过滤等医疗器械领域不可替代的关键材料——生物医用PTFE，并已成功应用于毛细管、热交换管、耐压管以及特种流体输送管等生产中，实现了医用PTFE树脂及制品的国产化。卫星化学积极攻关聚合物关键单体领域，成功自主开发了乙烯四聚高选择性制高纯1–辛烯技术，该技术整体达到国际先进水平，1–辛烯纯度指标优于国内外同类产品水平，填补了国内空白。

　　近年来，国内化工新材料企业正加速崛起，尤其是以地方企业和民营企业为代表的中坚力量，不断深耕各自细分领域，产业技术水平不断攀升，成为我国化工新材料产业发展的生力军。

　　万华化学是全球聚氨酯（PU）行业的龙头企业之一，也是我国最大的PU制造商。凭借着不断探索和在关键发展节点上的产业布局，万华化学从昔日的烟台合成革厂成长为全球化运营的化工新材料知名企业，实现了跨越式发展和转变。早期，万华化学引进核心技术备受挫折，从而走上二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）技术的自主创新之路，实现了MDI、脂肪族二异氰酸酯（ADI）和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）等系列产品核心技术的突破，并形成了链式增长。为摆脱单一产业链的生产经营风险，在不断巩固PU领先地位的同时，万华化学积极进军石化领域，为新材料业务发展蓄力。近年，万华化学已成功突破了包括聚烯烃弹性体（POE）、尼龙12、电池级N-甲基吡咯烷酮（NMP）、医疗级聚碳酸酯（PC）和可降解塑料等材料的多项关键技术，并积极开拓香精香料和营养化学品等新业务领域。同时，万华化学在新能源电池领域实现了从上游提锂技术，到中游的正负极材料、隔膜和电解液以及终端电池回收的全产业链布局。目前，万华化学已成为一家实现多领域布局、一体化生产、系列化开发的新材料企业（见表1）。

　　金发科技初期是一家小型民办塑料改性企业，致力于服务家电企业，坚持产品自主开发，凭借阻燃高抗冲聚苯乙烯（HIPS）产品获得业内认可，现已发展成为我国改性塑料行业的领头羊。近年来，金发科技积极开展化工新材料业务，以市场需求为导向对材料进行改性创新，着力开展新能源、电子化学品、医用材料等领域化工新材料的研发与生产。金发科技紧跟国家“以塑代钢/木”政策，形成了包含PA、PBT、聚苯硫醚（PPS）、PC等品种齐全的汽车工程塑料产品线；为解决材料依赖进口问题，金发科技开发了全系列多品种液晶聚合物（LCP）薄膜专用树脂，研发了聚对苯二甲酰癸二胺（PA10T）、聚亚苯基砜树脂（PPSU）等特种工程塑料产品。为响应国家“限塑令”“双碳”等政策，金发科技积极布局生物降解塑料、高性能环保再生塑料等材料；为服务以物联网、5G和人工智能为代表的新技术，金发科技在特种工程塑料、生物降解塑料、碳纤维及复合材料等新材料领域也做好了相应布局。金发科技逐步实现了从家电到汽车，再到新兴产业的布局，同时也实现了从单纯的塑料改性，到新材料研发和应用性开发的高端化延伸bat365正版唯一官网，成为我国化工新材料领域的一支重要力量（见表2）。

　　我国化工新材料为高端装备、新能源、电子信息、节能环保、医疗健康、建筑工程和高性能包装等领域的发展提供了不可或缺的物质基础和保障。同时，战略性新兴产业的发展也促进了化工新材料产业的不断进步。但需认识到，我国化工新材料产业结构性短缺问题突出，处于从中低端产品自给自足向中高端产品自主研发的过渡阶段，电子化学品、医卫材料、工程塑料等领域关键材料仍受制于人。然而从另一个角度来看，以上诸多挑战对于正处于“闯高端”阶段的中国企业，也正是发展机遇所在。

　　在高端装备领域，2022年我国商业航天市场规模为1.5万亿元。未来，我国已规划多个“小卫星星座项目”，小卫星发射需求将不断增长，预计2024年中国商业航天行业市场规模有望突破2.3万亿元，年复合增长率达23.7%。航天飞行器性能的提高，主要取决于材料，其中，高性能碳纤维复合材料在刚度和减重方面发挥着不可替代的作用，应用于航天飞行器的主体结构、发动机防热材料和太阳能电池板等，未来该领域消费规模增速有望超过20%。此外，在航空器机身、轨道交通减震和海洋工程防腐等领域中，茂金属聚α-烯烃（mPAO）、芳纶、PPS、PU、高性能合成橡胶和环氧树脂等化工新材料同样不可或缺。

　　在新能源领域，氢能是我国实现“双碳”目标的核心产业之一。国家发展改革委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》提出，到2025年，我国氢能产业产值将超万亿元，燃料电池车辆保有量约5万辆。在氢燃料电池中，作为扩散层关键基础材料的碳纸，受制于碳纤维、碳纤维原纸、石墨化和后处理等技术和装备难以突破，长期依赖进口，被称为燃料电池核心材料国产化的“最后一个壁垒”。2023年11月，国家电投氢能科技有限公司已完成国内首条超高温、大幅宽碳纸自主技术量产线的建设，开启了我国碳纸产业化的新篇章。此外，钙钛矿光伏电池用零透水背板材料、丁腈密封胶材料、风电叶片用热塑性树脂材料、固态电池用固态电解质材料及新型正负极材料等都将随着我国新能源产业的发展而加速产业化进程。

　　在电子信息领域，近年来，我国在半导体领域的技术创新实现了突破，特别是在下游的设计、中游的制造和上游的装备方面，凭借着自主知识产权，中国芯片产业逐渐走出了一条自主可控的道路。目前，国内的芯片企业已逐渐从生产低端的计算机芯片向生产高端芯片转型。随着5G技术的快速发展，5G芯片市场已成为全球芯片企业争夺的焦点，其中，光刻胶作为芯片制造的核心材料，一直是我国大力攻关的关键材料。从树脂合成的生产技术、专利壁垒问题，到产品验证条件的缺乏，都是我国光刻胶发展亟待解决的问题。目前，我国南大光电、晶瑞电材和上海新阳等多家企业正在开展以氟化氪为曝光光源的光刻胶（KrF光刻胶）和ArF光刻胶的研制。此外，用于有机发光二极管（OLED）显示的发光层材料和液晶显示用PI膜也是电子信息领域重点关注的化工新材料。

　　在节能环保领域，我国为实现“双碳”目标，积极推动包括建筑光伏一体化在内的绿色产业发展。2022年，国家住房城乡建设部与发展改革委联合印发了《城乡建设领域碳达峰实施方案》，明确指出要推动光伏建筑一体化建设。预计到2025年，我国光伏建筑一体化装机容量有望达到2 630MW，渗透率将达到74%，建筑光伏市场前景可期，将带动建筑光伏玻璃用聚乙烯醇缩丁醛酯（PVB）胶膜的需求增长。此外，国家绿色照明工程以及相关政策的出台直接推动了LED照明市场快速向前发展，未来，国内LED行业仍有望保持年均10%左右的增长水平，具备优异的热稳定性和低吸水性的PCT也将获得巨大发展。

　　在医疗健康领域，国家发展改革委印发的《“十四五”生物经济发展规划》提出，要重点培育壮大医疗健康支柱产业，围绕生物医用材料等方向，增强生物医药高端产品及设备供应链保障水平。人口老龄化的加速与人们对生活品质要求的提高，也将对医疗健康保障提出更高需求。2022年，我国高值医用耗材市场规模已超1 500亿元，未来仍将以10%左右的增速快速增长，市场潜力巨大。以植入级PEEK为例，其弹性模量接近真实骨骼，且具有X射线穿透性，具备良好的可视性，有助于愈合生长和监控，在医学手术领域获得广泛应用；丙交酯–己内酯共聚物（PLCL）是新型的生物可降解材料，可通过调节PLCL的降解速度，实现药物的持续释放，提高药物的疗效和减少副作用，还可以控制PLCL的孔隙结构和表面性质，以促进细胞黏附、生长和分化，在组织工程和药物递送领域都有着重要的作用。而以聚4-甲基-1-戊烯（PMP）膜为代表的医用化工新材料在国内仍处空白，现多以日本三井化学生产为主。PMP膜作为人工肺的核心材料，其研发难点在于单体合成。目前，国内尚处于基础研究中，东莞科威、西安西京等企业正加大力度研发。

　　在建筑工程领域，以给水管材、高压输气管材为代表的建筑管材是化工新材料的重要应用领域之一。目前，我国塑料给水管材不断向高端化迈进，如有“塑料中的软黄金”之称的聚1-丁烯（PB-1）管材，其抗冻耐热性好，紫外线阻隔性强，耐腐蚀、耐热、抗冲击、抗压性突出，主要用于地暖管、温泉用管等建筑用材领域。2022年，我国对PB-1的需求量约6万吨，未来随着国内技术的不断完善，国产PB-1的生产能力和装置开工率将提高，且目前国外在地暖管用材上更认可PB-1，使其具有较大的出口潜力，从而拉动PB-1消费快速增长。作为保证燃气高压输送安全至关重要的一环，高压输气管材的选用十分关键。与传统的金属管道相比，PE管具备故障率更低、耐腐蚀等优点。近年来，管道PE专用料经历了从PE63、PE80到PE100的发展过程，现已开发出如耐开裂的双峰PE100-RC等多种PE100亚类材料，提高了对大口径管道、非开挖装置、高温和含有高浓度消毒剂环境的适用性。未来，为适用于更高的工作压力及安全系数，PE管的技术研发和制造都更加值得关注。此外，改性硅烷胶对传统建筑用硅酮密封胶的替代、碳纤维及对位芳纶在建筑补强领域的应用近年都更加普遍，也为化工新材料在建筑工程领域的应用开拓了广阔的空间。

　　在高性能包装领域，根据上海市包装技术协会的数据，我国塑料包装行业工业产值整体呈持续增长趋势，预计到2025年，行业整体规模有望突破6 000亿元。随着我国塑料包装行业朝着功能化、绿色化、减量化发展，化工新材料占比也将随之提升。其中，茂金属聚乙烯（mPE）具有优异的抗穿刺性、低温热封性和阻隔性，且易于回收，是各类缠绕膜、食品包装膜的常用材料。随着人民生活水平的提高，对鲜肉、奶制品等需求增长，加之国内预制菜和快餐行业快速发展，国内乙烯–乙烯醇共聚物（EVOH）、聚乙烯醇（PVA）和乙烯–丙烯酸共聚物（EAA）等高阻隔材料市场潜力巨大，并有望逐步替代不可回收的聚偏二氯乙烯（PVDC）。此外，聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）凭借其高透明度和不含双酚A等特点，在食品领域获得大量应用。而瓶用热收缩标签膜的兴起及单一化包装材质要求的提升，使得PETG在包装领域也将迎来广阔发展机遇。

　　我国化工新材料对于战略性新兴产业的发展有着举足轻重的作用。但面对汽车、新一代信息技术、航空航天、新能源、先进轨道交通、节能环保、“大健康”的高端化需求，现阶段我国化工新材料仍有亟待攻克的关键技术与产品，还需不断提升化工新材料自身的发展水平，加快国内大量依赖进口产品的产业化进程，提高国内已有产品的质量和系列化水平。

　　随着技术攻关不断突破，科研创新不断加强，我国化工新材料的自给率将逐步提高，生产能力将持续扩大，性能指标将有效提升。未来，我国化工新材料将会不断涌现出新的高性能品种，重点发展方向与品种会随之不断迭代更新，原有品种技术水平的发展阶段也将相应发生变化。

　　目前，化工新材料产业发展步伐加快，是我国化工体系中市场需求增长最快的领域之一，已成为我国经济增长的新动能。随着我国经济和战略性新兴产业的发展，我国对化工新材料的市场需求与技术要求将持续增加。尽管我国化工新材料在消费与产能上有了较大增长，在部分关键技术上取得了突破，但结构性矛盾不可忽视，要从国家层面上提高政策支持力度，从行业层面上提高协作力度，从企业层面上提高创新能力。

　　要在坚持战略思维、底线思维、系统思维的基础上，采用产学研用深度融合的机制推进化工新材料的发展。一要坚持产学研用结合，将市场应用场景需求转化为对化工新材料的技术要求，引导技术研发，使技术研发有效响应市场需求，并在满足市场需求的基础上持续创新。二要加强基础研究，厘清材料高性能的机理，指导应用开发研究，形成高性能材料的生产工艺及技术，实现从性能需求到技术成果的转化，为化工新材料的产业化应用提供支撑。三要通过产业链发展，将技术成果形成产业应用，以产业链的完善促进技术的成熟，从而创造市场新需求。

　　1）面向国家重大需求，加快关键核心领域技术攻关。要以基础材料高性能化、关键材料自主可控、前沿材料国际先进为目标，从中低端产品向中高端产品迈进，增强产业升级和国产替代两大增长动力；要坚持加强自主创新与开放合作相结合、技术研发与市场应用相结合，加快科技成果的转化和新材料生产应用的示范。

　　2）围绕产业链部署创新链，形成产业链耦合的创新网络。围绕产业链关键环节部署创新链，培育产业链链主企业，营造“链主企业牵引、中小企业集聚”的创新生态。建设重大共性技术创新平台与中试平台，促进集群产业形成协同创新网络。引导产业研究机构开展基础研究和应用基础研究，打造以企业为主体、以需求为导向、产学研用协同的创新平台，提升原创性材料的开发能力。

　　3）将创新发展的重点放在未来技术的制高点上，关注终端市场需求。培育未来可以领先的技术制高点；重视终端市场产品的技术研发，提供高质量、有特色的终端市场产品；使化工新材料为助力我国制造业高水平科技自立自强，实现高质量发展和提高人民生活品质作贡献。

　　4）营造完善、支持和保护化工新材料创新的政策与市场环境。加强各项市场政策的运用，降低化工新材料市场准入门槛。同时，深化首批次应用保险补偿机制，进一步降低化工新材料成果转化应用门槛，突破化工新材料产业化瓶颈。完善化工新材料产业标准体系，引领化工新材料产业健康发展。

　　科学规划化工新材料创新领域的健康发展。整合科技经费和投资基金，创新政府资金支持方式，建立化工新材料产业社会融资服务平台，加大对化工新材料重点品种的研发、生产以及示范应用项目的支持力度，集中力量突破关键技术，提升化工材料产业共性技术创新能力。

　　我国是化工新材料产业的后来者，从消费、产业到研究都还处于跟随阶段，但我国追赶发展的速度强劲，应坚定信心，加快发展。面对高质量发展和人民对美好生活向往的要求，要从基础研究、应用技术研究，到技术产业化、市场应用等多方面努力。我国化工新材料产业必将在保障产业链供应链安全稳定、自主可控方面和创造美好生活方面承担更大的责任，作出更大的贡献。

　　《当代石油石化》（CN11-4547/TQ）是由中国石油化工集团有限公司主管、中国石化集团经济技术研究院有限公司（中国石化咨询有限责任公司）主办的科技学术期刊，被中国知网等数据库全文收录，是美国《化学文摘》选录期刊，是中国石油化工集团有限公司核心期刊。