新聞直報員供求信息會員
當前位置 > 首頁 > 有機 > 政策法規 > 正文內容
高分子材料和聚烯烴產業的創新機遇
文章來源:未知     更新時間:2021-03-26 11:44:36

         中國石化提出了打造世界領先潔凈能源化工公司的愿景目標,構建“一基兩翼三新”產業格局,實施世界領先發展方略。一個領先公司,應該擁有大批原創技術和產品。中國石化能否在高分子材料產業領域開發出有全球影響力的原創技術?以史為鑒,我們試圖從高分子材料科學和產業發展的歷史中找到答案。

 
         高分子材料循環發展中的創新機遇
 
         1920年,德國著名化學家赫爾曼•施陶丁格(Hermann Staudinger)發表了題為《論聚合》的論文,提出高分子的概念,高分子科學由此誕生。隨后的100年間,共有8位高分子科學家獲得5次諾貝爾獎,高分子材料產業也在科學研究的推動下在1970年之前創造了聚合物世界。包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)五大家族在內的塑料、橡膠和纖維等數十種高分子材料,均實現了大規模產業化,被稱為高分子材料產業的第一次革命。之后,高分子材料科學和技術鮮有使人類受益的重大突破。
 
         1997年,海洋中的塑料漂浮物對環境的破壞被發現和報道,這嚴重影響了高分子材料產業的發展,成為高分子材料行業面臨的最大挑戰。目前,高分子材料科學和產業的第二次革命正在興起。這次革命將使高分子材料產業進入循環經濟模式,為我們實現跨越式發展,成為領先的合成材料生產商提供了機遇。
 
         高分子材料的循環發展,包括“生物循環”和“技術循環”兩種模式。
 
         “生物循環”是指可降解的生物基高分子材料在使用后降解為二氧化碳和水,再通過光合作用轉化為可制備高分子材料的生物質。令人遺憾的是,相關材料的科學和技術問題尚未得到解決。聚乳酸等生物基高分子由于玻璃化溫度太高,難以在自然環境下降解,只能在60攝氏度堆肥條件下降解,無法大規模應用,不是解決白色污染的根本之道;PBAT和PBST等低玻璃化溫度的材料可以在25攝氏度堆肥條件下降解,但難以采用生物基單體制備,且力學性能差和成本高的問題使其應用受限。這些科學和技術的挑戰正是我們實現跨越式發展的機遇。中國石化在可降解高分子材料方面已進行多年的研究,有一定技術積累,應繼續進行基礎研究和技術開發,爭取率先開發出性能優異、在非堆肥條件下可降解的生物基高分子材料,成為該領域的技術領先者。
 
         “技術循環”主要指回收利用,包括物理回用和化學回用兩個發展方向。世界大型高分子材料公司普遍將技術循環作為解決白色污染的主要方式。
 
         物理循環是指將同一類高分子材料回收后重新加工利用,是目前廣泛應用的一種方式,該方法回收量不到高分子材料消費量的9%,需要開發更先進的技術。面對多組分高分子材料回收時遇到的分類困難難題,中國石化北京化工研究院在“相容劑”方面進行了一些創新性探索,希望在高分子制品回用時解決多種組分高分子材料的相容性問題,使廢舊高分子材料回收時不分類,且回收材料的力學性能不降反升。我們發明了一種新的聚合物接枝方法,稱之為“高溫固相接枝法”。采用該方法,可在微波作用下,使馬來酸酐接枝到聚丙烯上,制備出馬來酸或馬來酸鈉接枝聚丙烯。實驗結果顯示接枝物的機械強度和熱性能均優于接枝前的聚丙烯。結構表征結果表明,制備的接枝聚丙烯是一種高熔體強度極性聚丙烯。這類樹脂作為“特殊的相容劑”,可應用于具有多組分制品的直接回收利用中。利用固相接枝法在聚丙烯微孔中接枝,還可以制成超親水材料,應用于水利工程和涼水塔等方面有望大幅度減少水的蒸發;超親水聚丙烯制品還可以用“膠水”實現粘結;聚丙烯超親水中空纖維也有望用于制作污水處理用超濾膜。
 
         化學回用是將廢舊高分子材料降解為單體,再聚合成新的高分子材料,是高分子材料循環發展的未來?;瘜W回用主要包括兩個發展方向,高溫降解和催化降解。傳統高溫降解在800攝氏度以下進行,只能得到油品,經濟上不合理。催化降解可以在較低溫度下將高分子材料降解為單體,但反應條件十分苛刻,還沒有達到可工業化的程度。我們發明的微波輔助熱解法在無氧化條件下可以將高分子材料加熱到1000攝氏度以上,使之在非催化條件下降解為單體,有很好的工業化前景。經過對聚烯烴材料、棕櫚油、廢塑料油以及多種危廢品進行微波熱解,均得到了以乙烯、丙烯為主的混合氣體。該方法還適用于秸稈、樹枝等廢棄生物質的高溫裂解,可以得到富氫合成氣,該氣體可以制備碳氫化合物或甲醇,進一步制烯烴后聚合可得到高分子材料??梢栽O想,在乙烯裂解裝置前增加微波裂解系統,就可以把目前傳統的石油化工或煤化工變為廢舊塑料回收或生物化工裝置,可以實現“變廢為寶”,形成新的生物循環。
 
         催化技術是中國石化的優勢領域,我們在廢舊高分子材料化學回收方面取得重大突破的希望很大。一旦廢舊高分子材料化學回用取得突破性進展,化石基高分子材料將迎來新的發展機遇。
 
         聚烯烴產業仍存在許多創新機遇
 
         目前,全球聚烯烴消費量近2億噸,已占到塑料消費量的71%、三大合成材料消費量的52%。我國的聚烯烴產業發展很快,已成為世界最大的生產國和消費國,中國石化也已成為全球最大的聚烯烴生產商,產能即將超過2000萬噸。因此,持續強化聚烯烴的創新對中國石化的發展至關重要。
 
中國石化已對聚烯烴的核心技術和關鍵科學問題進行了深入的研究,取得了一批創新成果。在聚丙烯方面還開發出了低可溶出物透明聚丙烯樹脂、高熔體強度抗沖聚丙烯樹脂、耐高擊穿電壓膜用聚丙烯樹脂、抗菌防霉聚丙烯樹脂等一批原始創新產品。目前,我國聚丙烯對外依存度不到18%,但聚乙烯進口量仍超40%,一些關鍵技術仍依賴進口,許多高性能產品還沒有實現國產化。其中,部分高壓聚乙烯產品和POE等溶液聚合產品完全依賴進口。因此,在聚乙烯技術和產品的創新方面中國石化有很多創新機遇。
 
         回顧聚烯烴產業的發展歷程可以深切地體會到,對于原創發明,加工應用、工藝開發必不可少。1931年,聚異丁烯(PIB)實現商業化,由此揭開聚烯烴的發展歷史。聚乙烯從發明、工業化到商業化的過程頗為曲折,在杜邦、英國帝國化學工業集團(ICI)、聯碳等多家公司的努力下,通過技術開發、工藝開發、加工應用等方面的突破后,高壓聚乙烯率先實現了工業化。隨后,低壓聚乙烯和線性低密度聚乙烯也相繼實現工業化。
 
         放眼當前的聚烯烴領域,可從三方面謀求創新機遇。
 
         第一是通過顛覆性創新實現國產化。主要包括用沉淀聚合替代溶液聚合,實現POE(乙烯辛烯共聚物)、超高分子量聚乙烯、薩林(乙烯與丙烯酸鹽的共聚物)等的工業化;用低壓聚合替代高壓聚合,實現特種EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)、薩林(乙烯-不飽和酯共聚物)等的工業化;聚丙烯“木材”等的制備和應用。
 
         第二是研究開發高端合成樹脂產品。重點之一是聚烯烴的工程塑料,主要有PMP(聚4甲基1戊烯)、COP(熱固性環烯烴聚合物)、COC(環烯烴共聚物)和薩林等4類材料。重點之二是將中國石化已擁有原創技術的產品做強做大,例如尼龍6、PET工程塑料等。
 
         第三是通過合作將中國石化已有研發基礎的新材料商業化。主要包括三方面,一是馬來酸酐與烯烴的共聚微球;二是對尼龍6進行結構創新,擴大尼龍6的應用領域,例如農用大棚膜、食品包裝膜等方面;三是通過協同創新,降低人造“木材”的成本,研發超親水聚丙烯材料、軟質透明醫用聚丙烯、抗病毒聚丙烯無紡布、超高壓聚丙烯電纜料等,防止聚丙烯產能過剩。
 
         需要特別強調的是,高分子新材料開發是一個包含結構性能表征、小試、中試、加工、工業應用試驗、市場開發等多環節的工作鏈,技術創新需要高分子物理、催化、工藝、加工應用等多學科的協同配合,必須建立團隊文化和相應的管理機制才能有越來越多的原始創新成果,實現跨越式發展。
   相關新聞
国产精品99久久久久久人,亚洲综合AV永久无码精品一区二区,日产国产亚洲A片无码app下载,日本妇人成熟a片高潮
<蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>