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【化工高端材料】之战,我国还有哪些“硬仗”要打?

化学化工学会 2025年03月22日 07:14


“塑料战争”的逆袭

十几年前,国内工程塑料的困局为“高端靠进口、价格看欧美”。

这两年随着新能源汽车、5G技术、国产大飞机、低空小飞机、智能机器人等高端领域的兴起,国产工程塑料已经逐步主导这场塑料战争。

但革命尚未成功,尚有三座山头需要攻克---核心技术、高端市场、绿色转型,化工材料人仍需努力。

一、从“全面受制于人”到“局部胜利”

五大工程塑料:中低端占领市场,高端缺尚未补齐

工程塑料是现代工业不可或缺的基础原材料,航空航天、汽车、电子电器、日用百货等等众多领域都有广泛应用。

我国是全球最大的工程塑料消费国,工程塑料的国产化替代进程备受行业瞩目。

尼龙(PAPA6PA66等通用常规产品,已经实现了完全国产化替代,但PA46PA9T等耐高温特种尼龙仍被荷兰帝斯曼、日本可乐丽垄断。

特种尼龙耐高温耐高压,在极端环境下的性能非常好,特别是航空航天、高端电子等行业市场容量很大,但是其生产工艺复杂,技术门槛较高。

聚碳酸酯(PC:常规牌号的PC国内总产能全球第一,但光学PC(如镜头、屏幕基材)几乎全部被三菱和沙伯基础垄断。

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光学级PC有极高的透明度、折射率等光学性能,生产工艺复杂,质量控制更复杂。国内企业在常规PC领域已经主导市场,光学级PC的高端市场仍需要各企业去开拓。

聚甲醛(POM:共聚型产品国产化率已经超过了90%,就差一点就产能过剩了。而均聚POM的核心技术仍掌握在杜邦和旭化成手里。

均聚POM的机械强度和耐磨性更好,可以广泛用在精密机械和高端汽车零部件的制造上。

共聚型POM已经取得成功,各生产企业可以需要将精力放在均聚POM上了,城区早期突破。

特种工程塑料:国产替代加速,但“硬骨头”难啃

特种工程塑料是高端制造业的关键材料,前一段的几篇文章,已经将高端材料逐个进行了分析。

PEEK:前几天的文章进行过详细分析,这里不再赘述。中研股份等国内企业已经实现了中低端PEEK产品的量产,且生产成本较老外还要低。但在高端产品及主要原料DFBP(二氟二苯甲酮)产能匹配上仍有诸多挑战。同时下游应用企业认证周期长达3-5年,所以还是早布局早受益。

聚酰亚胺(PIPI薄膜主要用在电子领域的特定前景,如柔性屏、5G通信等。柔性屏用PI薄膜已经打破了老外垄断,但耐高温胶黏剂仍被杜邦垄断。

LCP:具备优异的耐高温、耐化学腐蚀和电绝缘性能,在5G天线材料国产化率超50%,但导热/导电改性材料技术掌控在日本宝理、美国塞拉尼斯手里。

氟塑料与聚砜:电子级产品成最后堡垒

氟塑料和聚砜的性能和质量,直接影响我国电子行业的最高技术水平。

锂电池用PVDFPTFE早已经可以国产,但半导体级PFA树脂纯度不够,90%进口自日本大金。

PPSU具有优异的耐高温、耐化学腐蚀和生物相容性,血液透析膜用PPSU受制于比利时索尔维,薄膜级生产设备还要100%进口。

二、材料行业的四大“命门”

核心原料“断供焦虑”

己二腈PA66的关键原料,曾经就因为美国英威达断供引发过行业地震,己二腈的生产工艺复杂,投资门槛高,长期以来被少数国际巨头垄断。国内企业虽然在己二腈的生产上取得了一定的突破,但仍有很大的提升空间。

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4,4-二氟二苯甲酮PEEK的核心单体,合成工艺被英国威格斯“专利封锁”。国内有企业已经有较大的生产产能,但主要集中在中低端产品,其高端产品上需要依赖进口。

生产设备“代差鸿沟”

薄膜级设备LCPPPSU薄膜生产设备被日本制钢所、德国布鲁克纳垄断,国产设备精度还不能满足使用要求。

薄膜级PSF专用薄膜设备几乎全部依赖进口(而非树脂拉膜工艺),对设备精度和稳定性要求极高,一直被索尔维、巴斯夫等企业独家供应,国内尚无同类设备制造商。

应用认证“隐形歧视”

医疗领域:国产PEEK人工关节需通过FDA认证,认证周期长、难度大,平均耗时4年,而欧美材料仅需2年。

半导体封装:台积电、三星等巨头只使用日本东丽的LCP材料,国产材料被认为质量不稳定,其认证标准极为严格。

绿色转型“双线作战”

生物基材料:美国陶氏已经开始使用玉米制造生物基尼龙,并已经开始量产,国内还在实验室研究阶段。

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循环经济:欧洲工程塑料的回收率已经超过40%,中国尚不足20%,再生料多用于低端制品行业,国内企业还需要继续提升回收技术和再生料的利用价值。

三、破局三把尖刀 

集中火力技术攻坚

国家专项基金:定向支持半导体级PFA、均聚POM等长期“卡脖子”的技术,借鉴光刻机的攻关模式。

产学研协同:建立“材料-设备-应用”联合体(如上海化工研究院牵头PI研发),可以大大缩短技术转化的周期。

从“单点突破”到“生态闭环”

上游原料:万华、荣盛等行业巨头加速布局己二腈、CHDM等关键单体。整合产业链资源,上游企业可保障原材料的稳定供应,还能靠技术创新持续降低成本。

下游认证:可以联合比亚迪、宁德时代、大疆等企业共建材料测试平台,用终端技术要求倒逼材料性能的升级。下游企业与材料生产企业深度合作,可以加速在高端应用领域的认证进程

抢占碳中和赛道

生物基塑料:生物基材料的开发、应用和推广,符合国家可持续发展的政策。

回收技术:结合化学回收商业化、绿色工艺创新、产业链整合三大主线进行发展。提高工程塑料的回收利用率,不仅能减少资源浪费,还能创造新的经济价值,实现产业的绿色循环发展。

预计到2030年,全球化学回收占比将提升至15%,再生塑料在包装、汽车等领域的渗透率超30%

工程塑料强,则制造业强

工程塑料可以说是现代工业的基石,其发展水平直接关系到国家在高端制造业的竞争力。

过去十几年,我国工程塑料企业在困境中奋起直追,已在大部分领域取得了令人瞩目的成绩。

但是高端市场的争夺、核心技术的突破以及绿色转型的挑战,仍然需要我们继续努力,争取早日突破。

我相信这场“塑料战争”我国必定取得胜利,实现从材料大国向材料强国的大跨越。

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