第四节 合成材料
第四节 合成材料
一 、合成树脂及塑料
合成树脂是指由人工合成的一类高分子聚合物，受热时通常在一定温度范围内熔融或软化，在外力作用下可呈塑性流动状态。黑龙江省合成树脂及塑料工业已具有相当规模，聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等在国内占有重要地位。
（一）聚乙烯
黑龙江省聚乙烯主要生产企业是中石油大庆石化分公司塑料厂，该装置是大庆30万吨乙烯一期工程项目，于1986年6月建成投产， 经过改扩建，至2005年末主要生产装置有24万吨／年低压高密度聚乙烯（HDPE）装置、6万吨／年高压低密度聚乙烯（LDPE）装置（第一套）、20万吨／年高压低密度聚乙烯装置（第二套）、6万吨／年线性低密度聚乙烯（LLDPE）装置、1.8万吨／年丁烯－1精制装置。
HDPE（高密度聚乙烯）扭结膜扭结性好、透明度高，是国际上20世纪70年代中期开发的一种新型塑料包装薄膜，可替代玻璃纸用于糖果、中成药丸、酒类等产品包装。1987～1989年，黑龙江省塑料工业科学研究所（以下简称省塑料所）陈智有、高江成等在消化吸收引进国外HDPE扭结膜生产线的基础上研制“HDPE扭结膜单向拉伸机”。1989年在苏州塑料四厂流延挤出薄膜生产线上安装使用，1990年9月获黑龙江省科技进步奖二等奖，同年12月获得轻工业部颁发的首届全国轻工业博览会铜奖。单向拉伸机由主机（单向拉伸机）、热油循环机、机械电器控制系统等组成，可与国产薄膜吹塑成型机或T型机头流延挤出成型设备配套，在原有制造HDPE原膜的基础上，使HDPE原膜通过单向（纵向）拉伸加工，成为透明可捻的包装薄膜，增加产品功能、扩大应用领域。该设备填补国内空白。在借鉴国外设备基础上，研究设计的独特辊筒结构取得专利权3件，辊筒表面各点温差值非常小，约比进口设备降低1台，在提高产品质量同时，每年可减少电费支出10多万元。HDPE扭结膜单向拉伸机主要技术参数：辊长：1 500毫米；辊面线速度：0～84米／分；制品最大宽度：1 100毫米；拉伸倍数：0～10；制品厚度：0.015～0.035毫米；总功率：162千瓦；冷却水量（15～20℃）：18吨／小时；总重量：13吨；外形尺寸（长×宽×高）5×8×3.5米。
1988～1989年，省塑料所隋为民、陈智有等开发了HDPE扭结膜抗静电母料，1990年获黑龙江省科技进步奖三等奖。该产品研制成功后，立即投入工业化生产，打破了进口产品的垄断，为HDPE扭结膜生产原料全部国产化提供保证。HDPE扭结膜抗静电母料还可广泛应用于制造包装电子电器等其他抗静电薄膜。
1989～1990年，省塑料所陈智有、魏秉义等研制PLJ—110型泡管法单向拉伸薄膜机组，1990年获得黑龙江省科技进步奖三等奖。该生产线设计合理、加工精度高、运行稳定、机电一体化程度较高，配备了由该所独立设计的国内首创塑料挤出双流道螺旋式旋转机头、与哈尔滨工业大学合作研制的卷曲张力自动控制系统等高技术水平装置部件。其制出的HDPE单向拉伸薄膜性能指标与日本进口设备生产的产品基本相同，并且比日本进口设备产量提高20％，总装机容量下降16％，售价仅为其60％，完全可替代进口设备。主要技术参数：产量：60千克～90千克／小时；辊面线速度：0～84米／分；制品最大宽度：1 100毫米；拉伸倍数：0～10；制品厚度：1.5～3.5毫米；卷曲速度：0～70米／分；总功率：300千瓦；冷却水量（水温15～20℃）：18吨／小时；总重量：40吨；外形尺寸（长×宽×高）16×8×7.2米。
1997年，大庆石化总厂塑料厂自行开发研制5300E低压高密度聚乙烯产品，同年 6月开始批量生产。它不仅填补国内空白，而且提高了与国外同类型产品的竞争能力。 同年，还开发了低压高密度聚乙烯8200B、高压低密度聚乙烯18G、线性低密度乙烯DNDA—7144等3种附加值高的新产品。其中8200B是大型中空容器料，广泛用于150～200吨的大型中空容器的生产，该产品属国内首创；18G为新版号涂层料，主要用于编织袋内外涂层、各种薄膜层；DNDA—7144为注塑料，主要用于生产玩具。黑龙江省聚乙烯生产技术处于国内领先地位。
（二）聚丙烯
聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，有等规物、无规物和间规物三种构型，工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯用途广泛，双向拉伸聚丙烯薄膜在塑料制品中包装材料占有极其重要的地位。改性聚丙烯用于汽车工业。黑龙江省聚丙烯主要生产企业是中石油大庆炼化分公司和大庆石化总厂塑料厂。大庆石化总厂塑料厂聚丙烯装置是大庆30万吨乙烯三期48万吨乙烯工程扩建项目，于“九五”期间建成投产，生产能力为 1 0万吨／年。2005年，中石油大庆炼化分公司引进意大利巴塞尔公司第二代聚丙烯先进工艺技术，建成30万吨／年聚丙烯装置，加上省内的几套小本体聚合装置，全省聚丙烯生产能力达25万吨／年。中国石油大庆炼化分公司引进意大利巴塞尔公司第二代聚丙烯先进工艺技术，属国内领先水平。 省内的几套小本体聚合装置则处于国内一般水平。
（三）聚丙烯酰胺
1995年，大庆油田化学助剂厂（2000年改称中国石油大庆炼化分公司）成套引进法国SNF公司的工艺和设备，建成同期世界上最大的聚丙烯酰胺装置，同年11月建成投产，生产能力为5万吨／年。2005年末生产能力达到10万吨／年。中国石油大庆炼化分公司聚丙烯酰胺生产技术已经达到世界水平。
1991～1993年，省塑料所李松春、武杰等在消化吸收引进的整套国外先进技术设备基础上，研建聚酰胺塑料肠衣生产线，是国内第一条聚酰胺塑料肠衣生产线，填补国内空白，1993年获国家星火奖三等奖。该生产线生产的产品主要代替天然肠衣用于机械及手工灌制香肠、火腿等肉制品，是国外深受喜爱的新兴肉灌制品塑料包装材料，具有强度高、保质期长、保水性好、卫生性好等特点。该生产线整体性能良好，运行平稳可靠，产品合格率较高，产品质量基本与进口设备相同，价格仅为进口设备的1／4。
1996～1997年，省塑料所陈智有、梁多平等与黑龙江省明水县塑料厂共同开发了多层共挤银黑复合保鲜树膜，2000年获黑龙江省科学技术进步奖二等奖。该产品主要用于中国北方地区越冬期人工培育苗木的保护，首先在大兴安岭地区试验应用，证明其保鲜效果好，采用该膜越冬，幼苗在袋内存活不受损，可有效促进林木成活率和生长率的提高，解决了一直困扰人工育林技术难题，填补中国林业苗木储运领域一项空白。该产品性能指标达到国外同类产品标准，提高造林成活率20％以上，生长率提高40％，已在东北、西北地区广泛推广应用。
（四）聚苯乙烯
聚苯乙烯是一种用途广泛的脆性塑料。工业生产是将苯乙烯单体在热、光、催化剂存在下聚合得到无色透明聚苯乙烯树脂。 聚苯乙烯树脂常用于工业装饰、照明指示和电子器件，也是制造一次性餐具、玩具等的廉价材料。1986年，大庆石化总厂采用美国Lummus／Huntsman（鲁玛斯／赫斯曼）的连续本体聚合工艺技术建成聚苯乙烯装置并投产，以苯乙烯为主要原料，生产通用聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯产品，生产能力为2.5万吨／年。该装置可生产10种牌号的聚苯乙烯产品，其中通用型和改抗冲击各5种。至2005年末生产能力仍然保持原有规模。大庆石化总厂聚苯乙烯装置技术水平处于国内领先地位。
（五）ABS
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚而成的一种三元树脂，又称为丙丁苯树脂。由于ABS具有良好的耐冲击性、耐油性、耐低温性、耐化学腐蚀性、耐电性、高刚性能.加之容易加工、价格合理等特点。因此广泛应用于电子、电器、汽车、仪器仪表、建筑材料及日用制品等领域。
1993年，大庆石油化工总厂引进韩国昧元公司乳液接枝—本体SAN掺混工艺，最先建成年产5万吨ABS装置。1997年9 月扩至10.5万吨／年。至2005年末仍保持原生产规模，产品国内销售。黑龙江省已经成为中国最大的ABS树脂生产基地之一。 大庆石油化工总厂引进的韩国ABS技术在中国国内处于先进水平。
（六）聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）属于丙烯酸类树脂，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛，是合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。聚甲基丙烯酸甲酯是刚性硬质无色透明材料，透光率达92％，雾度不大于2％，是优质有机透明材料，具有良好的综合力学性能，在通用塑料中居前列。1990年，黑龙江省安达龙新化工有限公司全套引进意大利泰克蒙尼特公司的先进技术和设备，建成中国第一套2万吨／年规模甲基丙烯酸甲酯生产装置、1.2万吨／年聚甲基丙烯酸甲酯模塑料（PMMA）、4 000吨／年有机玻璃浇铸板、1 500吨／年有机玻璃挤出板。至2005年末仍然保持原有规模。黑龙江省安达龙新化工有限公司引进意大利泰克蒙尼特公司的先进技术和设备，在国内处于领先地位。
（七）聚氯乙烯
黑龙江省现有聚氯乙烯生产企业3个，生产能力14.3万吨，占全国产能的1.6％。其中齐齐哈尔齐化集团（前身为齐齐哈尔电化厂、齐齐哈尔化工总厂，以下简称齐化集团）8万吨，哈尔滨华尔化工有限公司（前身为哈尔滨化工二厂）3.3万吨，牡丹江东北高新化工有限责任公司（前身为牡丹江树脂厂）3万吨。2005年全省产量为10.23万吨。
聚氯乙烯作为重要农用膜等农业生产资料的原料，历来是黑龙江省化学工业的发展重点之一。到“六五”末已具有1.7万吨／年生产能力。“七五”以来，通过改造扩产、新上项目，到“十五”末，增加产能12.8万吨／年，增长752.9％。
黑龙江省聚氯乙烯生产的原料路线均为电石乙炔，生产工艺主要为悬浮聚合法。原牡丹江树脂厂有1套5 000吨／年乳液聚合法装置，现已闲置。
1990年，牡丹江树脂厂在消化吸收引进的乳液法聚氯乙烯生产技术的基础上，开发了A－25和A－31等新型树脂。
2001年，齐化集团8万吨聚氯乙烯项目建成投产。利用其同年投产的5万吨硫酸钾项目，在国内独创了利用硫酸钾联产氯化氢生产聚氯乙烯工艺路线，解决了国内硫酸钾厂家扩大规模联产氯化氢“吃配”不掉的难题和年产8万吨聚氯乙烯扩产改造缺少原料氯化氢的问题；避开了国内普遍使用的增氯增碱制聚氯乙烯工艺路线和氧氯化法工艺路线，大幅度降低了产品成本。解决了长期困扰企业，也是国内长期解决不了的增氯不增碱的难题。此工艺为国内首创，获国家技术发明奖。2004年，齐化集团采用汽化潜热喷雾冷却技术，解决了聚氯乙烯生产装置冷却工艺不佳的行业难题。齐化集团聚氯乙烯技术水平达到国内先进水平。
（八）聚酰胺
1986年10月～1988年3月，黑龙江省化工研究所（以下简称省化工所）王志远、范慧俐、吴芸芝、王春阳、梁凯研制阻燃聚酰胺（尼龙）1010。阻燃尼龙1010是应哈尔滨飞机制造公司的要求而研制的飞机系带材料。产品的阻燃性能达到UL94 V－2级，抗张强度达到37.3兆帕以上，－40C时仍然保持柔韧性，各项性能指标均达到协议的要求，已批量生产。哈尔滨飞机制造公司采用此材料进行应用试验，认为此材料性能优良，可满足飞机系带的设计要求。所用的原材料立足国内，工艺可行，配方合理，产品质量稳定。此项研究填补国内的空白，可代替进口。1988年年通过省石化厅组织的鉴定。
1986～1990年，省化工所王玉清、高文钧、高飞、张立山、王正良等研制韧性尼龙。它是为了改进尼龙的韧性而研制的一种改性尼龙，主要用于体育用品、农机制件、电动工具、齿轮、滑轮、收割机上的抗冲击部件等。1990年4月通过省石化厅组织的成果鉴定，认为采用双螺杆挤出共混工艺，配方设计合理，工艺简单可行，所研制产品的原材料立足国内，无三废污染，易于实现工业化生产。
1987～1988年，省化工所仇修德、罗毓华研制改性尼龙BK—6601。改性尼龙BK－6601，是一种玻璃增强尼龙－66材料，主要用于Q91直滑电位器滑柄，以代替进口材料，还可以用于电子、电器、汽车、机械、国防等工业部门。它具有机械强度高，电性能优异、吸水率小，尺寸稳定性好，耐热性强等特点。产品经过检测和湖南电位器总厂使用，符合要求，完全可以代替进口的日本松下公司提供的材料。1988年通过黑龙江省石油化学工业厅（以下简称省石化厅）组织的成果鉴定。1990年11月～1991年，省化工所姜晓霞、李云飞、刘海廷完成中国石油化工总公司聚酰胺技术开发中心的委托的“聚酰胺粉末的开发和利用”项目。聚酰胺粉末又称尼龙粉末，通常作为粉末涂料广泛应用于化工防腐、电气绝缘，和家用电器和轻工制品生产。具有成膜性能优良、涂层坚硬、耐磨和耐化学腐蚀等特点。该产品的研制填补了国内空白。所研制的产品经上海磁性材料厂、佳木斯橡胶厂和牡丹江橡胶厂等单位试用，效果良好，产品各项指标完全达到合同的要求。1992年1月通过中国石油化工总公司聚酰胺技术开发中心主持 鉴定。
1990～1992年，省化工所王玉清、杨文友、景公田、曹亚峰、李丽君研制噪声和震动阻尼材料。噪声和震动阻尼材料是由中国船舶总公司702所提出，化学工业部军工办公室下达的军工项目。该产品是用于舰艇上降噪减震的高性能的阻尼材料。经化学工业部沈阳橡胶工业制品研究所测试，主要技术指标均达到合同要求。1994年通过化学工业部军工办公室组织的成果鉴定。该产品的研制填补国内空白。
国产重型飞机和从法国引进的海豚式直升机，其中所使用的系带需从法国进口。为实现材料国产化，同时在其他型号飞机、汽车和电子工业推广使用，1992～1995年，省化工所王志远、范慧莉、陈天舒、秦梅等研制航空用塑料系带材料。航空用塑料系带材料是国防化工重点科研试制项目。1955年通过化学工业部组织的成果鉴定。
改性环氧树脂灌注密封材料是由中国船舶重工业集团公司715研究所提出，1996年由化学工业部军工办公室下达的军工项目。该材料是用于舰艇变压器的灌封材料，要求耐龟裂，电感应变化小，与金属粘结处不产生裂纹。省化工所陆桂芳、王杰相、赵世烈、刘晓东、王春萍、谢永福采用尼龙为基础材料，并与第二或第三组分一起共聚、交联和复配，筛选和合成适当的固化剂，研究出使用条件和满足用户要求的灌注材料。1998年通过化学工业部组织的成果鉴定。1999年获黑龙江省石油化学工业科技进步奖一等奖。
1996～1997年，省化工所王俊峰、韩莉伟、吴青、李丽君、周晓波研制10A发动机用复合材料垫片。主要用于发动机中央传动的配套材料，要求研制的材料必须要耐低温（－40℃）、耐高温（200℃）、耐油，并具有一定的弹性。该项目以改性聚酰亚胺和芳纶纤维为主要原料，采用真空涂法将其涂到经预处理的芳纶布上，再经环化等过程，研制出综合性能满足使用要求的复合材料。同时，还筛选出实用的纤维布底材及复合材料垫片加工工艺。1997年通过化学工业部军工办公室组织的成果鉴定，认为经过有关部门检测，各项技术指标均能满足使用要求，该材料填补国内空白。
1997年，省化工所仇修德、李丽君、梁凯、韩俐伟、张冬等研制消光尼龙－610。消光尼龙－610项目是国防化工新材料科研项目。消光尼龙是在尼龙－610中加入适当的消光剂、热稳定剂和其他的助剂，以适宜的配比，按最佳的工艺条件进行缩聚，研制出具有优良机械性能和电性能的产品。经中航沈阳飞机公司检测证明，各项技术指标均达到合同规定的要求，2001年8月通过国家经济贸易委员会（以下简称国家经贸委）军品配套办公室的评审。
2001年，黑龙江省化工研究院（原省化工所，以下简称省化工院）韩俐伟、聂玉妹、吴青、吕伟等研制隔震降噪橡塑阻尼材料。隔震降噪橡塑阻尼材料研究是2001年703研究所委托，国家经贸委军品配套办公室下达的军工配套科研项目。该材料是09Ⅳ型舰二回路主传动齿轮箱降低结构噪声用的配套材料。本项目通过国家经贸委组织的鉴定，认为所采用乳液共聚法合成出橡塑合金阻尼材料完全达到应用要求，填补国内空白。
二、合成橡胶
合成橡胶是利用低分子物质合成的一类弹性特别的线型高聚物，如丁苯橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶。合成橡胶的很多性能比天然橡胶优越，广泛用于轮胎和制鞋工业等。
黑龙江省合成橡胶生产仅有顺丁橡胶.它是世界上第二大通用合成橡胶。顺丁橡胶属通用的合成橡胶，具有许多优异性能，被广泛应用于橡胶加工和塑料改性，适用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等，对国民经济发展有重要意义。1999年，大庆石化总厂建成顺丁橡胶装置并投产，生产能力为5万吨／年，2005年扩至8万吨／年。大庆石化总厂顺丁橡胶装置技术水平处于国内先进地位。
在橡胶制品方面，罗拉是纺织工业细纱机的重要部件。传统采用梨木罗拉，但梨木资源越来越少，后改用塑料罗拉，塑料易老化，寿命短。省化工所李莲香等1986年研制以合成橡胶为主要材质的罗拉——亚麻湿纺细纱伸橡胶胶辊。产品经双城、哈尔滨、延寿等亚麻厂试用和牡丹江市产品监督检验总站测试，各项指标均达到DB／2310G47013－87规定的要求，1987年通过省石化厅组织的成果鉴定。该项技术已转让给牡丹江橡胶三厂。
1992年，省化工所李莲香、聂玉梅、刘连顺、彭世荣、王滨生等研制热合封口机玻纤胶带。热合封口机玻纤胶带是采用有机硅树脂为基本原料研制的具有耐高温性能好，使用寿命长的新产品。产品经过黑龙江省食品厂等单位实际应用，效果良好，可以满足用户的要求。1993年通过省石化厅组织的成果鉴定。
1998～2002年，省化工院陆桂芳、王鸣岐、刘晓东、张德志、夏铁坚、李龙吉等研制新型换能器封装材料。该材料用于093声纳换能器封装的材料，要求具有优良的耐海水性能和水声性能，起到绝缘、密封、透声等作用。2002年通过化学工业部军工办公室组织的成果鉴定，认为所研制的材料立足国内，工艺路线合理，易于工业化生产，无三废污染，该产品的研制填补国内空白，2002年获国家石油和化工协会科学技术进步奖三等奖。
1999～2000年，应沈阳飞机工业（集团）有限公司和中国航空工业沈阳飞机设计研究所的要求，省石化院刘晓辉等研制飞机油箱舱内整流和制造电缆保护套管使用的室温固化氟橡胶液，产品定名为J－185室温固化氟橡胶液。该胶液已在沈阳飞机工业（集团）有限公司飞机制造中使用，效果良好。该项目通过了由沈阳飞机工业（集团）有限公司主持的技术鉴定。 J－185常温用固化氟橡胶液是环氧树脂改性的氟橡胶胶粘剂，主要用于B501氟胶布、无碱玻璃布、金属材料之间的粘接，具有良好的粘接性能、耐热性能、耐介质性能和使用工艺性能。在歼八飞机上使用，各项指标均能达到技术要求，其综合性能属国内领先水平。2003年该项成果获得黑龙江省科技进步奖三等奖。
2002～2003年，省化工院王铭奇、刘晓东、李子江、李龙吉、王杰相等研制高频低衰减低渗水聚氨酯灌封料，2005年通过黑龙江省国防科学技术工业办公室组织的成果鉴定，认为所研制的材料不但可用于军工，也可用于民用船只水下换能器的整体灌封，还可用于防水性能较高的电子元器件的封装。该产品的综合性能居国内领先水平，部分指标接近国际先进水平，2005年获黑龙江省科技进步奖三等奖。
三、合成纤维
合成纤维是用某些低分子物质经聚合反应制成的线形高聚物。合成纤维的品种很多，如尼龙、涤纶和人造羊毛（聚丙烯腈）等。合成纤维工业已经成为国民经济和人们日常生活的重要一部分。腈纶是聚丙烯腈纤维在中国的商品名，国外则称为“奥纶”、“开司米纶”。
黑龙江省合成纤维生产只有腈纶纤维，主要生产厂家为中国石油大庆石化分公司、中国石油大庆炼化分公司，生产能力总计为12.5万吨／年。中国石油大庆石化分公司腈纶装置，是大庆30万吨乙烯二期工程项目，于1988年8月建成投产，生产能力为6万吨／年，另建有2万吨／年毛条装置。2005年末腈纶生产能力9.5万吨／年，中国石油大庆炼化分公司3万吨／年腈纶。
