مواد جديدة للصناعات الكيميائية: مئات البوارج تتنافس

في خضمّ تحوّل صناعة النفط والكيماويات في بلادي من الإنتاج واسع النطاق إلى الإنتاج عالي الجودة، ظهرت نتائج مبتكرة في مجال المواد الجديدة ذات معدلات الانتشار المنخفضة، والتي حققتها الشركات المحلية بكثافة، ومن أبرزها مطاط البولي أوليفين (POE) وألياف الكربون. كما أن وضع المواد الجديدة، مثل البلاستيك القابل للتحلل الحيوي، مثيرٌ للاهتمام. وفي الاجتماع السادس لتبادل الأبحاث العلمية بين المدارس والشركات، الذي عقده الاتحاد الصيني لصناعة البترول والكيماويات في شنغهاي في 20 أبريل، قام لو تشيمينغ، نائب مدير إدارة العلوم والتكنولوجيا والمعدات في الاتحاد، بتحليل وتصنيف هذه النتائج.

حققت المواد الخام العضوية الرئيسية إنجازات كبيرة

يُعدّ الأديونيتريل مادة خام أساسية في صناعة النايلون 66، وهو مادة يصعب إنتاجها تقنيًا. وحتى الآن، كانت شركة إنفيستا تُهيمن على سوق هذا المنتج. في السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع للألياف الكيميائية والبلاستيك الهندسي وغيرها من المجالات، اتسع نطاق استخدامات النايلون 66، وحققت العديد من الشركات المحلية إنجازاتٍ بارزة في مجال البحث والتطوير والتصنيع الصناعي للأديونيتريل، وبدأت مشاريعٌ في هذا المجال.

أوضح لو تشيمينغ أن هناك مسارين تقنيين رئيسيين في البحث والتطوير المحلي لمادة أديبدينيتريل، وهما طريقة حمض الأديبدينيك وطريقة البيوتادين.

تقوم مجموعة تشونغتشينغ هوافنغ ببناء مصنع أديبدينيتريل بسعة 200 ألف طن، استناداً إلى مصنع أديبدينيتريل بسعة 100 ألف طن، والذي من المقرر الانتهاء منه في عام 2020 باستخدام عملية حمض الأديبدينيك.

تُعدّ عملية البيوتادين التقنية التي تستخدمها شركة إنفيستا، لما تتميز به من مسار معالجة قصير، وتكلفة منخفضة للمواد الخام، وجودة منتج عالية. وبعد سنوات من البحث والتطوير، قامت شركة تشاينا كيميكال تيانتشن تشيكسيانغ للمواد الجديدة المحدودة، باستخدام تقنية الهيدروسيانيد المباشر للبيوتادين، بإنشاء وحدة لإنتاج 200 ألف طن من الأديونيتريل سنويًا، مما فتح آفاقًا جديدة في سلسلة الصناعة بأكملها وبدأ تشغيلها بنجاح.

وبحسب المراسل، سيتم أيضاً تشغيل حصص مشروع بناء أديبدينيتريل باستخدام طريقة البيوتادين بسعة 50 طن/سنة في نهاية هذا العام.

استئناس أصناف البولي أوليفين عالية الجودة

"عملية إنتاج البولي إيثيلين بالغاز والسائل وعملية إنتاج البولي بروبيلين الأنبوبي، اللتان تتمتعان بحقوق ملكية فكرية مستقلة، تم تصنيعهما في بلدنا. إن منتجات البولي أوليفين عالية الجودة، مثل البولي أوليفين (POE) والبولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMWPE)، تُسرّع من وتيرة الإنتاج." هذا ما قاله لو تشيمينغ عند حديثه عن تطوير أنواع البولي أوليفين عالية الجودة.

يُعدّ البولي أوليفين (POE) من أقل المواد كثافةً في المواد الاصطناعية، وهو مادة أساسية لتحضير جيل جديد من الأغشية الكهروضوئية. وقد بدأت شركة سينوبك، التي بدأت استكشاف تقنية تصنيع البولي أوليفين قبل 20 عامًا، بجني ثمار جهودها. وعلم المراسل أن سينوبك، خلال معرض الصين الدولي الخامس والثلاثين للمطاط والبلاستيك الذي اختُتم مؤخرًا، أطلقت سلسلة من المنتجات الجديدة، بما في ذلك مطاط البولي أوليفين، لتصبح بذلك أول شركة محلية تحصل على براءة اختراع تقنية لمجموعة كاملة من حقوق الملكية الفكرية المستقلة للبولي أوليفين.

في الوقت نفسه، تمتلك شركة وان هوا الكيميائية وغيرها من الشركات الظروف الملائمة لتصنيع البولي أوكتيلين على نطاق صناعي. وتشير البيانات إلى أنه اعتبارًا من مارس 2023، بلغت الطاقة الإنتاجية المحلية المخطط إنشاؤها في الصين 2.1 مليون طن. وفي غضون العامين أو الثلاثة أعوام القادمة، ستشهد بلادي طفرة إنتاجية في مجال البولي أوكتيلين.

بفضل أدائه المتميز، حظي البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMWPE) باهتمام متزايد من شركات البتروكيماويات والطاقة في السنوات الأخيرة. ووفقًا للتقرير، دخلت شركات داتشينغ للبتروكيماويات، وجيانغسو ستربانج، ومعهد شنغهاي للأبحاث الكيميائية، صناعة البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي منذ يوليو 2022، إما من خلال إنتاج جديد أو توسيع نطاق أعمالها في قطاع الطاقة. ويركز إنتاج شركة داتشينغ للبتروكيماويات بشكل أساسي على أغشية بطاريات الليثيوم. أما إنتاج شركة جيانغسو ستربانج، التي تبلغ طاقتها الإنتاجية 20 ألف طن سنويًا، فيعتمد أيضًا بشكل رئيسي على أغشية بطاريات الليثيوم ومواد الألياف. وتُعد مواد الألياف، ومواد أغشية بطاريات الليثيوم، وراتنجات الغزل المنصهر، من أهم منتجاتها.

في شهر مارس الماضي، بدأ إنتاج جهاز البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMWPE) لأنبوب حلقة التجميد الذي يزن 30 ألف طن في معهد شنغهاي للأبحاث الكيميائية، مما يُشير إلى أن بلادي قد حققت إنجازات كبيرة في هذا المجال، وهو الأول من نوعه عالميًا في مجال التصنيع والتكنولوجيا. ويُوفر غشاء بطارية الليثيوم والألياف عالية الكثافة الراتنج الأساسي.

تكنولوجيا المواد القابلة للتحلل الحيوي الرائدة

يُشكل تطبيق قيود استيراد البلاستيك حافزًا قويًا لتطوير وإنتاج المواد القابلة للتحلل الحيوي. ووفقًا للو تشيمينغ، فقد أتقنت بلادي تقنيات الإنتاج الصناعي لحمض البولي كوليك (PGA)، وبولينيل هيدروكسي بنزيل (PBS)، وبوليفينول أسيد هيكسيل هيدروكسي بنزيل (PBAT)، وبوليستومين (PLA)، وبوليبون (PCL)، والبولي كربونات (PPC)، وإستر حمض البولي هيدروكسي (PHA)، وغيرها، لتغطي بذلك الفئة الرئيسية من البلاستيك القابل للتحلل الحيوي، وقد أنشأت نظامًا صناعيًا متكاملًا لإنتاج أنواع مختلفة من البلاستيك القابل للتحلل الحيوي على مستوى العالم.

يُعد حمض البولي لاكتيك (PLA) حاليًا أكثر المواد قابلية للتحلل الحيوي لأغراض البحث والتطبيق. وقد حققت التقنيات الرئيسية في الصين إنجازاتٍ بارزة، وأصبحت قادرة على منافسة المنتجات المستوردة بشكل كامل. إضافةً إلى ذلك، ظهرت في الصين أنواعٌ عديدة من الراتنجات القابلة للتحلل الحيوي لأول مرة، مثل حمض البولي جليكوليك (PGA)، وبوليمر البنزونيت المتمدد (PBST)، وأول مطاط بوليستر قابل للتحلل الحيوي في البلاد، وهو مطاط إيسنس (Essence).

بحسب المراسلين، طورت شركة شانغهاي دونغ غينغ تقنية مستقلة على المسار القانوني لفتحات إستر الإيثيل لـ PGA، والتي يمكن من خلالها الحصول على PGA من الدرجة الطبية؛ كما أن مركز أبحاث المواد المرنة المتقدمة التابع لجامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية قد اخترق عملية الإنتاج المستمر للمطاط البوليمري الشائع ذي الكتلة الجزيئية النسبية العالية والمتنوع، حيث طور ركيزة بيولوجية لتحليل مواد مطاط البوليستر وأكمل اختبارًا تجريبيًا لآلاف الأطنان.

عملية جديدة للمطاط الصناعي تسد الفجوة

يُعدّ التعديل الوظيفي لمطاط البوليسترين بوتادين المذاب موضوعًا بالغ الأهمية في مجال هذا النوع من المطاط، إذ يُمكنه تحسين خصائص المنتجات المطاطية بشكلٍ كبير، إلا أنه لم يتم طرح أي منتجات صناعية في الصين حتى الآن. في مايو 2021، طوّرت شركة بتروتشاينا وجامعة تونغجي وجامعة داليان للتكنولوجيا معًا تقنيةً لتصنيع مطاط البوليسترين بوتادين المذاب الوظيفي، وأنجزت أول جهاز لإنتاج هذا المطاط في مصنع دوشانزي للبتروكيماويات في الصين. وقد استُخدم المنتج في صناعة مطاط مداس الإطارات الصديقة للبيئة.

يُعدّ مطاط النيوبرين من المواد الاستراتيجية الهامة في الاقتصاد الوطني وصناعة الدفاع الوطني. إلا أن عملية إنتاج مطاط النيوبرين باستخدام البيوتادين معقدة، وتتطلب تقنيات معدات أساسية متطورة. وقد نجحت شركة جينجياو للتكنولوجيا المتقدمة (شنغهاي) المحدودة في التغلب على هذه الصعوبة، وطورت عملية جديدة لإنتاج مطاط النيوبرين باستخدام البيوتادين، وأكملت الاختبار التجريبي بنجاح. وصرح لو تشيمينغ قائلاً: "بالمقارنة مع عملية كربيد الكالسيوم التقليدية، تتفوق هذه العملية بشكل شامل من حيث تكلفة الإنتاج وجودة المنتج".

تُعدّ أبرز خصائص البلاستيك الهندسي والألياف الخاصة بارزة

تُعدّ ألياف الكربون، المعروفة باسم "ملك المواد الجديدة"، مادة استراتيجية جديدة لا غنى عنها للاقتصاد الوطني وبناء الدفاع الوطني. وقد أصبحت بلادي الآن ثالث دولة تمتلك تكنولوجيا ألياف الكربون عالية الأداء بعد اليابان والولايات المتحدة. وصرح لو تشيمينغ قائلاً: "لقد وصلت ألياف الكربون من المستوى T300 في بلادنا إلى مستوى المنتجات الأجنبية المماثلة؛ ودخلت ألياف الكربون من المستويين T700 وT800 مرحلة الإنتاج الصناعي؛ وحققت التقنيات الرئيسية لألياف الكربون من المستويين T1000 وM55J اختراقات كبيرة، وبدأت بالفعل في الإنتاج".

تتمتع ألياف البوليتاميد عالية القوة والسمك بآفاق تطبيق واسعة في مجالات متطورة مثل الطيران والفضاء والإلكترونيات والحماية. وقد طورت جامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية تقنية إنتاج ألياف البوليتاميد عالية القوة والسمك، واستخدمت هذه التقنية لإنشاء أول خط إنتاج لهذه الألياف محليًا وعالميًا، وتشكيل سلسلة من المنتجات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن مادة البوليفورد الفينولية متعددة الإيثرون كيتون التي طورتها جامعة داليان للعلوم والتكنولوجيا والأكاديمية الصينية للعلوم داليان كيميكالز هي الأولى من نوعها في العالم، وقد تم بناء جميع الأجهزة الصناعية لها.

تتطور المواد الكيميائية الإلكترونية بشكل أسرع

لقد أدى الصعود السريع لصناعة الطاقة الجديدة إلى إتاحة الفرصة لتطوير المواد الكيميائية الإلكترونية، ودخلت المنافسة بين العديد من الشركات المحلية في تقدم سريع لتعزيز تكنولوجيا المواد الكيميائية الإلكترونية.

في السنوات الأخيرة، شهدت بلادي فائضاً في إنتاج الفوسفات الصناعي والغذائي، إلا أن المواد الأساسية اللازمة لصناعة الرقائق الإلكترونية، كالفوسفات الإلكتروني فائق النقاء، كانت تعتمد كلياً على الاستيراد. بعد أكثر من عشر سنوات من الجهود المتواصلة، تمكنت مجموعة شينغفا من رفع مستوى نقاء الفوسفات الإلكتروني فائق النقاء من 399 إلى 999.

يُستخدم حمض الهيدروفلوريك عالي النقاء المستخدم في الإلكترونيات بشكل أساسي لتنظيف الدوائر المتكاملة ورقائق الدوائر المتكاملة واسعة النطاق، ولحماية هذه الرقائق من التآكل. وقد انضمت إحدى الشركات الرائدة في مجال الكيماويات الإلكترونية في الصين رسميًا إلى نظام الموردين المعتمدين لدى شركة TSMC في مايو 2022، وبدأت بدراسة إمكانية توريد كميات كبيرة من المواد الكيميائية الإلكترونية عالية النقاء، والتي تتكون أساسًا من أحماض الهيدروفلوريك المستخدمة في أشباه الموصلات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض المواد الكيميائية الإلكترونية الرطبة التي طورتها وأنتجتها شركة سوتشو جينغروي، مثل بيروكسيد الهيدروجين وحمض الكبريتيك، وغاز هاوهوا، وثلاثي فلوريد النيتروجين من معهد سينوشيب 718، وغاز الكلور عالي النقاء وكلوريد الهيدروجين من شركة تايهي للغاز، وغاز السلائف الخاص من شركة جيانغسو جاك، ووسادة التلميع من شركة هوبي دينغلونغ، وغيرها من المواد الكيميائية الإلكترونية، قد استوفت أيضًا متطلبات تصنيع رقائق المعالجة المتقدمة.

"لا يزال تطوير مادة مقاومة الضوء المصنوعة من فلوريد الأرجون لرقائق المعالجة المتقدمة، وهو الأمر الأكثر صعوبة، يمثل تحديًا." قال لو تشيمينغ إنه على الرغم من أن العديد من الوحدات المحلية تعالج سلسلة الصناعة بأكملها بدءًا من مونومر الراتنج، والمحفز الضوئي، والمذيب، وصولًا إلى مادة مقاومة الضوء، إلا أن جزءًا فقط من المنتجات حاليًا يدخل مرحلة اختبار الشركات النهائية.