Dans le cadre de la transition de l'industrie pétrolière et chimique chinoise d'une production à grande échelle vers une production de haute qualité, des résultats innovants dans le domaine des nouveaux matériaux, encore peu répandus et peu développés par les entreprises nationales, ont émergé comme des champignons. Parmi ces nouveaux matériaux, on peut citer les élastomères polyoléfines (POE), les fibres de carbone et les plastiques biodégradables. La situation est prometteuse lors de la 6e réunion d'échange et de mise en relation des travaux de recherche scientifique entre les écoles et les entreprises, organisée par la Fédération chinoise de l'industrie pétrolière et chimique à Shanghai le 20 avril. Luo Qiming, directeur adjoint du département des sciences, des technologies et des équipements de la Fédération, a présenté un panorama complet de ces innovations.
Des avancées majeures ont été réalisées dans le domaine des matières premières organiques clés.
L'adiponitrile est une matière première essentielle du nylon 66, dont la production est techniquement complexe. Jusqu'à présent, le marché était dominé par Invista. Ces dernières années, avec le développement rapide des fibres chimiques, des plastiques techniques et d'autres domaines, les applications du nylon 66 se sont diversifiées. Plusieurs entreprises chinoises ont réalisé des avancées majeures dans la recherche, le développement et l'industrialisation de l'adiponitrile, et des projets de production de ce matériau ont été lancés.
Luo Qiming a expliqué qu'il existe deux principales voies techniques dans la recherche et le développement de l'adipdinitrile en Chine : la méthode de l'acide adipdinique et la méthode du butadiène.
Le groupe Chongqing Huafeng construit une usine d'adipdinitrile d'une capacité de 200 000 tonnes, basée sur l'usine d'adipdinitrile de 100 000 tonnes qui devrait être achevée en 2020, en utilisant le procédé à l'acide adipdinique.
Le procédé au butadiène est également utilisé par Invista, qui présente l'avantage d'un processus court, d'un faible coût des matières premières et d'une bonne qualité de produit. Après des années de recherche et développement, China Chemical Tianchen Qixiang New Materials Co., LTD. a construit une unité de production d'adiponitrile d'une capacité de 200 000 tonnes par an, utilisant la technologie d'hydrocyanuration directe du butadiène, et a ainsi lancé avec succès l'ensemble de la chaîne industrielle.
Selon le journaliste, quelle part du projet de construction d'une unité de production d'adipdinitrile à partir de butadiène d'une capacité de 50 tonnes par an sera également mise en service à la fin de cette année ?
Domestication des variétés haut de gamme de polyoléfines
« Les procédés de fabrication du polyéthylène gaz-liquide et du polypropylène tubulaire, qui bénéficient de droits de propriété intellectuelle indépendants, sont tous deux développés dans notre pays. La production de polyoléfines haut de gamme telles que le POE et l'UHMWPE (polyéthylène à ultra-haute masse moléculaire) s'accélère considérablement », a déclaré Luo Qiming en évoquant le développement de ces polyoléfines haut de gamme.
Le POE est l'un des matériaux synthétiques les moins denses et un composant essentiel pour la fabrication de films photovoltaïques de nouvelle génération. Sinopec, qui a commencé à explorer la technologie d'industrialisation du POE il y a 20 ans, en récolte aujourd'hui les fruits. Lors du 35e Salon international du caoutchouc et du plastique de Chine, qui vient de se terminer, Sinopec a présenté une série de nouveaux produits, dont l'élastomère POE. Sinopec est ainsi devenu le premier fournisseur chinois de brevets technologiques, détenant un ensemble complet de droits de propriété intellectuelle indépendants sur le POE.
Dans le même temps, Wanhua Chemical et d'autres entreprises réunissent les conditions nécessaires à l'industrialisation du POE. Les données montrent qu'en mars 2023, la capacité de production nationale prévue en construction en Chine atteignait 2,1 millions de tonnes. Dans les deux à trois prochaines années, mon pays est sur le point de connaître un essor considérable de la production de POE.
Grâce à ses excellentes performances, le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMWPE) a suscité un intérêt croissant de la part des entreprises pétrochimiques et énergétiques ces dernières années. Selon le journaliste, depuis juillet 2022, Daqing Petrochemical, Jiangsu Sturbang et l'Institut de recherche chimique de Shanghai se sont lancés dans la production d'UHMWPE, soit par le biais de nouvelles activités, soit par l'expansion de leurs activités liées à l'énergie. Daqing Petrochemical se spécialise principalement dans la fabrication de membranes pour batteries au lithium. L'usine de Jiangsu Serbon, d'une capacité de 20 000 tonnes par an, produit également principalement des membranes pour batteries au lithium et des fibres. Les principaux matériaux utilisés sont les fibres, les matériaux pour membranes de batteries au lithium et la résine de filage à l'état fondu.
En mars dernier, le dispositif en UHMWPE du tube annulaire de stase de 30 000 tonnes de l'Institut de recherche chimique de Shanghai a été mis en production, marquant ainsi une avancée majeure pour mon pays dans ce domaine, une première mondiale en matière de savoir-faire et de technologie. La résine de base est composée de fibres de haute qualité et d'un diaphragme pour batterie au lithium.
Technologie de pointe en matière de matériaux biodégradables
La mise en œuvre de la réglementation sur les plastiques a donné un véritable coup de pouce au développement et à la production de matériaux biodégradables. Selon Luo Qiming, la Chine maîtrise les technologies de production industrielle de l'acide polycolique (PGA), du polyoxybenzoate (PBS), de l'acide polychlorohexanolique (PBAT), du polystéamine (PLA), du polychlorobiphényle (PCL), du polycarbonate (PPC), de l'ester d'acide polychlorogénique (PHA) et d'autres plastiques biodégradables, couvrant ainsi la majeure partie de la gamme et ayant mis en place un système industriel complet de production de ces plastiques.
Le PLA est actuellement le matériau le plus biodégradable utilisé en recherche et en application. Des avancées technologiques majeures ont été réalisées en Chine, permettant de concurrencer pleinement les produits importés. De plus, de nombreuses résines biodégradables inédites sont apparues en Chine, telles que le PGA, le benzonite dilate polymérique (PBST) et le premier caoutchouc polyester biodégradable du pays, Essence.
Selon des journalistes, la société Shanghai Dong Geng a développé une technologie indépendante sur la voie légale du PGA à partir d'esters éthyliques, permettant d'obtenir un PGA de qualité médicale ; le Centre de recherche sur les matériaux élastiques avancés pour le corps de l'Université de technologie chimique de Pékin a percé le procédé de production continue de caoutchouc polymère commun diversifié à masse moléculaire relative élevée, en développant un substrat biologique pour dégrader les matériaux en caoutchouc polyester et en achevant un test pilote sur des milliers de tonnes.
Un nouveau procédé de fabrication de caoutchouc synthétique comble le manque.
La modification fonctionnelle du caoutchouc polystyrène-butadiène dissous (PBS) est un sujet d'actualité dans le domaine du PBS, car elle permet d'améliorer considérablement les propriétés des produits en caoutchouc. Cependant, aucun produit industriel n'a encore été commercialisé en Chine. En mai 2021, PetroChina, l'Université de Tongji et l'Université de Technologie de Dalian ont développé conjointement une technologie de synthèse de PBS fonctionnel et ont achevé la construction du premier équipement de production de PBS fonctionnel à l'usine pétrochimique de Dushanzi, en Chine. Ce produit est actuellement utilisé dans la fabrication de gommes pour pneumatiques écologiques.
Le caoutchouc néoprène est un matériau stratégique majeur pour l'économie et la défense nationale. Cependant, le procédé de production de butadiène pour le néoprène est complexe et nécessite des équipements de pointe. La société Jinjiao Hi-tech (Shanghai) Co., LTD. a surmonté cet obstacle en développant un nouveau procédé de production de caoutchouc néoprène à base de butadiène et en réalisant un essai pilote. « Comparé à notre procédé traditionnel au carbure de calcium, ce nouveau procédé offre des avantages considérables en termes de coûts de production et de qualité du produit », a déclaré Luo Qiming.
Les points forts des plastiques techniques et des fibres spéciales sont mis en évidence.
La fibre de carbone, surnommée le « roi des nouveaux matériaux », est un matériau stratégique indispensable à l'économie et à la défense nationales. Mon pays est désormais le troisième, après le Japon et les États-Unis, à maîtriser la technologie de la fibre de carbone haute performance. « La fibre de carbone chinoise de niveau T300 a atteint le niveau des produits étrangers similaires ; les fibres de carbone de niveaux T700 et T800 sont produites industriellement ; les technologies clés des fibres de carbone de niveaux T1000 et M55J ont fait l'objet d'avancées majeures et leur production a commencé », a déclaré Luo Qiming.
La fibre de polytamide haute résistance et à profil élevé offre de vastes perspectives d'application dans des secteurs de pointe tels que l'aéronautique, l'aérospatiale, l'électronique et la sécurité. L'Université de technologie chimique de Pékin a mis au point une technologie de production de cette fibre et l'utilise pour construire la première ligne de production de ce type en Chine et à l'étranger, donnant naissance à une gamme de produits.
De plus, le polyford étherone cétone phénolique développé par l'Université des sciences et technologies de Dalian et l'Académie chinoise des sciences de Dalian Chemicals est également une première mondiale, et tous les dispositifs industriels ont été construits.
Les produits chimiques électroniques progressent plus rapidement
L'essor rapide du secteur des énergies nouvelles a offert des opportunités de développement à l'électronique chimique, et la concurrence entre de nombreuses entreprises nationales a connu une progression rapide, contribuant ainsi à l'essor de cette technologie.
Ces dernières années, la capacité de production de phosphate de qualité industrielle et alimentaire de mon pays a été excédentaire, mais les matières premières essentielles à la fabrication de puces, comme le phosphate ultra-pur de qualité électronique, dépendent entièrement des importations. Après plus de dix ans d'efforts soutenus, le groupe Xingfa a atteint un niveau de pureté de phosphate ultra-pur de qualité électronique de 9,9 %, contre 3,9 % auparavant.
L'acide fluorhydrique de qualité électronique est principalement utilisé pour le nettoyage et la protection contre la corrosion des circuits intégrés et des puces de circuits intégrés à grande échelle. L'un des principaux fabricants chinois de produits chimiques pour l'électronique a intégré le système de fournisseurs qualifiés TSMC en mai 2022 et a commencé à s'approvisionner en lots de produits chimiques électroniques de haute pureté, principalement de l'acide fluorhydrique de qualité semi-conducteurs.
De plus, certains produits chimiques électroniques humides développés et produits par Suzhou Jingrui, tels que le peroxyde d'hydrogène et l'acide sulfurique, le gaz Haohua, le trifluorure d'azote de l'Institut Sinoship 718, le chlore gazeux de haute pureté et le chlorure d'hydrogène de Taihe Gas, le gaz précurseur spécial de Jiangsu Jacque, le tampon de polissage de Hubei Dinglong et d'autres produits chimiques électroniques ont également répondu aux exigences de la fabrication de puces de processus avancés.
« Le développement d'une résine photosensible au fluorure d'argon pour les puces de traitement avancé, qui est le plus difficile, demeure un défi », a déclaré Luo Qiming. Il a ajouté que, bien que de nombreuses unités nationales s'attaquent à l'ensemble de la chaîne industrielle, depuis le monomère de résine jusqu'au photo-initiateur et au solvant, en passant par la résine photosensible, seule une partie des produits est actuellement testée en aval par les entreprises.
Date de publication : 8 mai 2023