我が国の石油化学産業が大規模製造から高品質製造へと移行する過程で、国内企業の普及率が低い新素材分野での革新的な成果がキノコのように次々と生まれ、ポリオレフィンエラストマー（POE）、炭素繊維、生分解性プラスチックなどの新素材の状況は刺激的です。4月20日に上海で開催された第6回産学連携科学研究活動交流会と中国石油化学工業連合会では、石油化学連合会科学技術設備部副部長の羅啓明氏が、これらの成果を精査し整理し、目録を作成しました。
主要な有機原料において画期的な進歩が見られた
アジポニトリルはナイロン66の重要な原料であり、技術的に製造が難しい。これまで、製品市場はインビスタ社が独占していた。近年、化学繊維、エンジニアリングプラスチックなどの分野の急速な発展に伴い、ナイロン66の用途範囲が拡大し、多くの国内企業がアジポニトリルの研究開発と工業化においてブレークスルーを達成し、アジポニトリル関連プロジェクトを開始している。
羅啓明氏は、アジジニトリルの国内研究開発には、アジジニン酸法とブタジエン法という2つの主要な技術ルートがあると説明した。
重慶華豊グループは、アジジン酸プロセスを用いて、既存の10万トン規模のアジジンニトリル工場を基盤として、20万トン規模のアジジンニトリル工場を建設中で、2020年に完成予定である。
ブタジエンプロセスは、Invista社が採用している技術でもあり、プロセス経路が短く、原材料費が安く、製品品質が良いという利点があります。長年の研究開発を経て、中国化学天辰奇祥新材料有限公司は、ブタジエン直接シアン化水素化技術を用いた年間20万トンのアジポニトリル製造装置の構築に成功し、産業チェーン全体を開拓しました。
記者によると、年間50トンのブタジエン法アジジニトリル製造プロジェクトの建設のうち、どれだけの割合が今年末に稼働開始する予定なのかも明らかになった。
ポリオレフィン高級品種の国内生産
「独立した知的財産権を有する気液ポリエチレン製法と管状ポリプロピレン製法は、いずれも我が国で開発されたものです。POEやUHMWPE（超高分子量ポリエチレン）といったハイエンドポリオレフィン製品の生産は、まさに『加速ボタン』を押しているところです」と、羅啓明氏はハイエンドポリオレフィン製品の開発について語った。
POEは合成材料の中でも密度が最も低い材料の一つであり、次世代太陽電池フィルムの製造における重要なコア材料です。20年前にPOEの工業化技術の研究を始めたSinopecは、今まさにその恩恵を受けています。記者が入手した情報によると、先日閉幕した第35回中国国際ゴム・プラスチック展において、SinopecはPOEエラストマーを含む一連の新製品を発表し、POEに関する完全な知的財産権を独自に保有する国内初の技術特許取得企業となりました。
同時に、万華化学をはじめとする企業もPOEの工業化に向けた条件を整えています。データによると、2023年3月時点で、中国国内で建設予定の生産能力は210万トンに達しています。今後2～3年で、我が国はPOEの生産ブームを迎えるでしょう。
UHMWPEは優れた製品性能により、近年、石油化学およびエネルギー企業からより注目を集めている。記者によると、2022年7月以降、大慶石油化学、江蘇スターボン、上海化学研究所が新規生産またはエネルギー拡張の形でUHMWPE業界に参入した。その中で、大慶石油化学の製品方向は主にリチウム電池隔膜である。江蘇スターボンの年間2万トン規模の設備の製品方向も、主にリチウム電池隔膜と繊維材料に基づいている。繊維材料、リチウム電池隔膜材料、溶融紡糸樹脂が主な製品である。
つい先月の3月、上海化学研究所の3万トン級静止リングチューブのUHMWPE製装置が生産開始され、我が国が世界初のこの製造技術において大きなブレークスルーを達成したことを示しました。高繊維とリチウム電池の隔膜が基本樹脂として使用されています。
最先端の生分解性材料技術
プラスチック規制の実施は、生分解性材料の開発と生産に「火」をつけた。羅啓明氏によれば、中国はポリ塩化ビニル酸（PGA）、ポリキシルボノール（PBS）、ポリフェノール酸ヘキシルボノール（PBAT）、ポリ乳酸（PLA）、ポリボン（PCL）、ポリカーボネート（PPC）、ポリクロキシ脂肪酸エステル（PHA）などの工業生産技術を習得しており、生分解性プラスチックの主要カテゴリーを網羅し、世界有数の生分解性プラスチックの総合産業システムを構築している。
PLAは現在、研究開発および応用において最も生分解性の高い材料です。中国では主要技術が飛躍的に進歩し、輸入品と十分に競争できるレベルに達しています。さらに、PGA、ポリベンゾナイトダイレート（PBST）、そして中国初の生分解性ポリエステルゴムであるエッセンスなど、中国で初めて開発された多くの新しい種類の生分解性樹脂も存在します。
報道によると、上海東庚公司はエチルエステル開裂による合法的なPGA製造ルートに関する独自の技術を確立し、医療グレードのPGAを製造できるようになった。北京化工大学の先進弾性体材料研究センターは、高分子量多様化一般ポリマーゴムの連続生産プロセスを突破し、ポリエステルゴム材料を分解する生物学的基質を開発し、数千トン規模のパイロット試験を完了した。
合成ゴムの新製法がそのギャップを埋める
溶解ポリスチレンブタジエンゴムの機能改質は、溶解ポリスチレンブタジエンゴム分野で注目されているトピックであり、ゴム製品の特性を大幅に向上させることができますが、中国ではまだ工業製品化されていません。2021年5月、中国石油天然気集団公司、同済大学、大連理工大学が共同で機能性溶解ポリスチレンブタジエンゴム合成技術を開発し、中国初の機能性溶解ポリスチレンブタジエンゴム製造装置を独山子石油化学で完成させました。この製品は、グリーンタイヤのトレッドゴムに使用されています。
ネオプレンゴムは、国民経済と国防産業において重要な戦略材料の一つです。しかし、ブタジエンネオプレンゴムの製造工程は複雑で、コア設備技術も困難です。金嬌ハイテク（上海）有限公司は、この難題を克服し、ブタジエンネオプレンゴムの新しい製造プロセスを開発し、パイロットテストを完了しました。「従来の炭化カルシウム法と比較して、このプロセスは生産コストと製品品質の両面で総合的に優れています」と羅啓明氏は述べています。
エンジニアリングプラスチックと特殊繊維の特長が際立っています
「新素材の王様」として知られる炭素繊維は、国家経済と国防建設にとって不可欠な戦略的新素材です。我が国は今や、日本と米国に次いで高性能炭素繊維技術を持つ3番目の国となりました。「我が国のT300レベルの炭素繊維は、海外の類似製品と同等のレベルに達しており、T700およびT800レベルの炭素繊維は工業生産を実現しています。T1000およびM55Jレベルの炭素繊維の基幹技術は、基幹技術においてブレークスルーを達成し、生産を開始しています」と羅啓明氏は述べました。
高強度・高プロファイルポリアミド繊維は、航空、宇宙、エレクトロニクス、防護などのハイエンド分野で幅広い応用が期待されています。北京化工大学は、高強度・高プロファイルポリアミド繊維の製造技術を開発し、この技術を用いて国内外で初となる高強度・高プロファイルポリアミド繊維製造ラインを構築し、一連の製品を開発しました。
さらに、大連科技大学と中国科学院大連化学が開発したフェノール系ポリフォードエーテルケトンも世界初であり、すべての工業用装置が構築済みである。
電子化学の進歩はより速い
新エネルギー産業の急速な発展は、電子化学分野に発展の機会をもたらし、多くの国内企業による電子化学技術の発展に向けた競争が急速に進展している。
近年、我が国の工業用および食品用リン酸塩の生産能力は余剰となっているが、超高純度電子グレードリン酸塩などのチップ製造の主要材料は完全に輸入に依存している。10年以上にわたる弛まぬ努力の結果、興発グループの超高純度電子グレードリン酸塩は、リン酸塩の純度を「39」から「99」にまで高めることに成功した。
電子グレードのフッ化水素酸は、主に集積回路や大規模集積回路チップの洗浄や腐食に使用されます。国内の電子化学大手の1社が2022年5月にTSMC認定サプライヤーシステムに正式に登録され、半導体グレードのフッ化水素酸を主とする高純度電子化学材料のバッチ納入を開始しました。
さらに、蘇州精瑞が開発・製造した過酸化水素や硫酸などの湿式電子薬品、ハオファガス、中国国家工程718研究所の三フッ化窒素、太和ガスの高純度塩素ガスと塩化水素、江蘇ジャックの特殊前駆体ガス、湖北鼎龍の研磨パッドなどの電子薬品も、先端プロセスチップ製造の要件を満たしている。
「最も難しいのは、先端プロセスチップ向けのアルゴンフッ化物フォトレジストの開発であり、これは依然として大きな課題です。」羅啓明氏は、国内の多くの企業が樹脂モノマー、光開始剤、溶剤からフォトレジストに至るまで、産業チェーン全体に取り組んでいるものの、現在、下流企業のテストに製品の一部しか投入できていないと述べた。
投稿日時：2023年5月8日