Im Zuge des Wandels der chinesischen Öl- und Chemieindustrie von der Massenproduktion hin zur Qualitätsfertigung sind innovative Ergebnisse im Bereich neuer Materialien mit geringer Marktdurchdringung und wenigen inländischen Unternehmen wie Pilze aus dem Boden geschossen. Besonders hervorzuheben sind Polyolefin-Elastomere (POE), Kohlenstofffasern und Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe. Die Entwicklung neuer Materialien wie biologisch abbaubarer Kunststoffe und anderer innovativer Werkstoffe ist vielversprechend. Auf dem 6. Treffen zum wissenschaftlichen Austausch und zur Vernetzung zwischen Hochschulen und Unternehmen, das am 20. April in Shanghai stattfand und vom Chinesischen Erdöl- und Chemieverband veranstaltet wurde, präsentierte Luo Qiming, stellvertretender Direktor der Abteilung für Wissenschaft, Technologie und Ausrüstung des Petrochemischen Verbandes, eine Übersicht und Bestandsaufnahme dieser Entwicklungen.
Bei wichtigen organischen Rohstoffen wurden Durchbrüche erzielt.
Adiponitril ist ein wichtiger Rohstoff für Nylon 66, dessen Herstellung technisch anspruchsvoll ist. Bislang wurde der Produktmarkt von Invista dominiert. In den letzten Jahren hat sich mit der rasanten Entwicklung von Chemiefasern, technischen Kunststoffen und anderen Bereichen das Anwendungsgebiet von Nylon 66 deutlich erweitert. Zahlreiche inländische Unternehmen haben Durchbrüche in der Forschung, Entwicklung und Industrialisierung von Adiponitril erzielt, und entsprechende Projekte wurden initiiert.
Luo Qiming erklärte, dass es in der heimischen Forschung und Entwicklung von Adipdinitril zwei Hauptwege der Herstellung gibt, nämlich die Adipdinsäure-Methode und die Butadien-Methode.
Die Chongqing Huafeng Group errichtet auf Basis der bestehenden 100.000-Tonnen-Adipdinitril-Anlage eine 200.000-Tonnen-Anlage, die im Jahr 2020 fertiggestellt werden soll. Dabei kommt das Adipdinsäureverfahren zum Einsatz.
Das Butadienverfahren wird auch von Invista eingesetzt und zeichnet sich durch kurze Prozesswege, niedrige Rohstoffkosten und hohe Produktqualität aus. Nach jahrelanger Forschung und Entwicklung hat China Chemical Tianchen Qixiang New Materials Co., LTD. mit dem Bau einer Adiponitril-Anlage mit einer Kapazität von 200.000 Tonnen pro Jahr, die auf der Butadien-Direkthydrocyanidierungstechnologie basiert, die gesamte Wertschöpfungskette erschlossen und erfolgreich in Betrieb genommen.
Laut dem Reporter sollen auch Teile des Projekts zur Herstellung von Adipdinitril nach der Butadienmethode mit einer Kapazität von 50 Tonnen pro Jahr Ende dieses Jahres in Betrieb genommen werden.
Domestizierung von hochwertigen Polyolefin-Varianten
„Das Gas-Flüssig-Polyethylen-Verfahren und das Polypropylen-Rohrverfahren, die beide über eigenständige Schutzrechte verfügen, wurden in unserem Land entwickelt. Hochwertige Polyolefinprodukte wie POE und UHMWPE (ultrahochmolekulares Polyethylen) erleben derzeit einen Produktionsboom“, sagte Luo Qiming mit Blick auf die Entwicklung hochwertiger Polyolefinvarianten.
POE zählt zu den synthetischen Werkstoffen mit der geringsten Dichte und ist ein Schlüsselmaterial für die Herstellung einer neuen Generation von Photovoltaikfolien. Sinopec, das vor 20 Jahren mit der Erforschung der industriellen Fertigung von POE begann, profitiert nun davon. Wie der Reporter erfuhr, präsentierte Sinopec auf der kürzlich abgeschlossenen 35. Internationalen Fachmesse für Gummi und Kunststoff in China eine Reihe neuer Produkte, darunter POE-Elastomer. Sinopec ist der erste chinesische Technologiepatentinhaber mit einem vollständigen Satz unabhängiger Schutzrechte für POE.
Gleichzeitig verfügen Wanhua Chemical und andere Unternehmen über die Voraussetzungen für die Industrialisierung von POE. Daten zeigen, dass die in China geplante Produktionskapazität im März 2023 bereits 2,1 Millionen Tonnen erreicht hat. In den nächsten zwei bis drei Jahren steht mein Land vor einem Produktionsboom bei POE.
Aufgrund seiner hervorragenden Produkteigenschaften hat UHMWPE in den letzten Jahren zunehmend die Aufmerksamkeit von Petrochemie- und Energieunternehmen auf sich gezogen. Laut Berichten sind seit Juli 2022 Daqing Petrochemical, Jiangsu Sturbang und das Shanghai Chemical Research Institute in die UHMWPE-Industrie eingestiegen, sei es durch neue Produktionsstätten oder zur Erweiterung ihrer Energiesparten. Daqing Petrochemical konzentriert sich dabei hauptsächlich auf Lithiumbatteriemembranen. Auch die Produktionsstätte von Jiangsu Serbon mit einer Kapazität von 20.000 Tonnen pro Jahr stellt vorwiegend Lithiumbatteriemembranen und Fasermaterialien her. Hauptbestandteile sind Fasermaterialien, Lithiumbatteriemembranen und Schmelzspinnharz.
Erst im vergangenen März wurde die UHMWPE-Vorrichtung für das 30.000 Tonnen schwere Stasisringrohr des Shanghai Chemical Research Institute in Betrieb genommen. Dies markiert einen bedeutenden Durchbruch meines Landes in dieser weltweit ersten Fertigungstechnologie. Hochwertige Fasern und eine Lithiumbatterie-Membran dienen als Basisharz.
Führende Technologie für biologisch abbaubare Materialien
Die Umsetzung der Verordnung zur Einschränkung von Kunststoffen verleiht der Entwicklung und Produktion biologisch abbaubarer Materialien neuen Schwung. Laut Luo Qiming beherrscht China die industriellen Produktionstechnologien für Polyacrylsäure (PGA), Polyvinylchlorid (PBS), Polyvinylchlorid (PBAT), Polyvinylchlorid (PLA), Polycarbonat (PCL), Polycarbonat (PPC), Polyvinylchlorid (PHA) und weitere Kunststoffe. Damit deckt China die wichtigsten Kategorien biologisch abbaubarer Kunststoffe ab und verfügt über ein weltweit umfassendes industrielles System zur Herstellung dieser Kunststoffe.
PLA ist derzeit der am besten abbaubare Werkstoff für Forschung und Anwendung. In China wurden Schlüsseltechnologien entwickelt, die mit Importprodukten voll konkurrieren können. Darüber hinaus gibt es in China viele neue, erstmals entwickelte abbaubare Harze, wie beispielsweise PGA, Polybenzoldilat (PBST) und den ersten biologisch abbaubaren Polyesterkautschuk Chinas, Essence.
Laut Reportern hat die Shanghai Dong Geng Company eine unabhängige Technologie für die legale PGA-Herstellung über Ethylester entwickelt, mit der PGA in medizinischer Qualität gewonnen werden kann; das Forschungszentrum für fortgeschrittene elastische Körpermaterialien der Universität für Chemische Technologie Peking hat einen Durchbruch bei der Herstellung von diversifizierten Polymerkautschuken mit hoher relativer Molekularmasse erzielt. Das kontinuierliche Produktionsverfahren hat ein biologisches Substrat zur Zersetzung von Polyesterkautschukmaterialien entwickelt und den Pilotversuch mit Tausenden von Tonnen abgeschlossen.
Neues Verfahren zur Herstellung von synthetischem Kautschuk schließt die Lücke
Die funktionelle Modifizierung von gelöstem Polystyrol-Butadien-Kautschuk (PBS) ist ein aktuelles Forschungsthema, das die Eigenschaften von Kautschukprodukten deutlich verbessern kann. Bislang sind jedoch in China keine industriellen Produkte auf diesem Gebiet erhältlich. Im Mai 2021 entwickelten Petrochina, die Tongji-Universität und die Technische Universität Dalian gemeinsam eine Synthesetechnologie für funktionellen PBS und nahmen die erste entsprechende Anlage im Petrochemiewerk Dushanzi in China in Betrieb. Das Produkt wird bereits in der Herstellung von umweltfreundlichen Reifenlaufflächen eingesetzt.
Neoprenkautschuk zählt zu den wichtigsten strategischen Werkstoffen der Volkswirtschaft und der Verteidigungsindustrie. Die Butadien-Herstellung von Neoprenkautschuk ist jedoch ein komplexer Prozess, dessen Kernanlagentechnologie anspruchsvoll ist. Jinjiao Hi-tech (Shanghai) Co., LTD. hat diese Hürde überwunden, ein neues Butadien-Neoprenkautschuk-Verfahren entwickelt und die Pilotphase erfolgreich abgeschlossen. „Im Vergleich zu unserem herkömmlichen Calciumcarbid-Verfahren bietet das neue Verfahren deutliche Vorteile hinsichtlich Produktionskosten und Produktqualität“, so Luo Qiming.
Die Vorzüge von technischen Kunststoffen und Spezialfasern treten deutlich hervor.
Die Kohlenstofffaser, auch bekannt als „König der neuen Werkstoffe“, ist ein unverzichtbarer strategischer Werkstoff für die nationale Wirtschaft und die Landesverteidigung. China ist nach Japan und den USA das dritte Land mit Hochleistungs-Kohlenstofffasertechnologie. „Die chinesische T300-Kohlenstofffaser hat das Niveau vergleichbarer ausländischer Produkte erreicht; die Serienproduktion von T700- und T800-Kohlenstofffasern läuft bereits; bei den Schlüsseltechnologien für T1000- und M55J-Kohlenstofffasern wurden Durchbrüche erzielt, und die Produktion hat begonnen“, sagte Luo Qiming.
Hochfeste Polytamidfasern mit hohem Profil bieten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in anspruchsvollen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Elektronik und Schutztechnik. Die Universität für Chemische Technologie Peking hat eine Produktionstechnologie für diese Fasern entwickelt und damit die weltweit erste Produktionslinie für hochfeste Polytamidfasern errichtet. Aus dieser Technologie wurde eine Reihe von Produkten entwickelt.
Darüber hinaus ist das von der Dalian University of Science and Technology und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Dalian Chemicals entwickelte phenolische Polyford-Polyford-Etheron-Keton ebenfalls das weltweit erste seiner Art, und es wurden bereits alle industriellen Anlagen dafür gebaut.
Elektronische Chemikalien schreiten schneller voran
Der rasante Aufstieg der neuen Energiewirtschaft hat der Elektronikchemie Entwicklungschancen eröffnet, und der Wettbewerb vieler inländischer Unternehmen hat zu einem schnellen Fortschritt bei der Förderung der Elektronikchemie-Technologie geführt.
In den letzten Jahren gab es in meinem Land einen Überschuss an Phosphat in Industrie- und Lebensmittelqualität. Die wichtigsten Materialien für die Chipherstellung, wie beispielsweise hochreines Phosphat in Elektronikqualität, waren jedoch vollständig auf Importe angewiesen. Nach über zehn Jahren unermüdlicher Bemühungen hat die Xingfa Group den Reinheitsgrad ihres hochreinen Phosphats in Elektronikqualität von „3,9“ auf „9,9“ erhöht.
Fluorwasserstoffsäure in Elektronikqualität wird hauptsächlich zur Reinigung und Korrosionsbehandlung von integrierten Schaltungen und großflächigen integrierten Schaltungen (LSIs) eingesetzt. Einer der führenden chinesischen Hersteller von Elektronikchemikalien wurde im Mai 2022 offiziell in das Lieferantennetzwerk von TSMC aufgenommen und hat seitdem die Lieferung von hochreinen Elektronikchemikalien, insbesondere Fluorwasserstoffsäure in Halbleiterqualität, in größeren Mengen aufgenommen.
Darüber hinaus erfüllen einige von Suzhou Jingrui entwickelte und produzierte Nasschemikalien für die Elektronik, wie Wasserstoffperoxid und Schwefelsäure, Haohua Gas, Stickstofftrifluorid des Sinoship 718 Instituts, hochreines Chlorgas und Chlorwasserstoff von Taihe Gas, Vorläufer-Spezialgas von Jiangsu Jacque, Polierpads von Hubei Dinglong und andere Elektronikchemikalien ebenfalls die Anforderungen der Herstellung fortschrittlicher Chips.
„Die Entwicklung von Argonfluorid-Fotolacken für Chips mit fortschrittlichen Prozessen, die die schwierigste Aufgabe darstellt, bleibt eine Herausforderung.“ Luo Qiming erklärte, dass zwar viele inländische Unternehmen – von Harzmonomeren über Fotoinitiatoren und Lösungsmittel bis hin zu Fotolacken – die gesamte Wertschöpfungskette abdecken, derzeit aber nur ein Teil der Produkte in nachgelagerten Unternehmen getestet wird.
Veröffentlichungsdatum: 08. Mai 2023