Como parte importante da indústria de novos materiais, a indústria de novos materiais químicos é um campo emergente com maior vitalidade e potencial de desenvolvimento dentro da indústria química. Políticas como o “14º Plano Quinquenal” e a estratégia “Duplo Carbono” impulsionaram positivamente o desenvolvimento tecnológico do setor.

Novos materiais químicos incluem compostos orgânicos de flúor, compostos orgânicos de silício, materiais para economia de energia, materiais para proteção ambiental, produtos químicos para eletrônica, tintas e outros. Referem-se a materiais atualmente em desenvolvimento ou já em fase de desenvolvimento que apresentam excelente desempenho ou certas funções especiais que os materiais químicos tradicionais não possuem. Esses novos materiais químicos têm grande potencial de aplicação nas áreas de automóveis, transporte ferroviário, aviação, informação eletrônica, equipamentos de alta tecnologia, economia de energia e proteção ambiental, equipamentos médicos e construção urbana.

Principais categorias de novos materiais químicos
Classificados de acordo com categorias industriais, os novos materiais químicos incluem três categorias: uma são os produtos químicos de alta qualidade em novos campos, a outra são as variedades de alta qualidade de materiais químicos tradicionais e a terceira são os novos materiais químicos produzidos por meio de processamento secundário (revestimentos de alta qualidade, adesivos de alta qualidade), materiais de membrana funcionais, etc.).

Os novos materiais químicos incluem principalmente plásticos de engenharia e suas ligas, materiais poliméricos funcionais, silício orgânico, flúor orgânico, fibras especiais, materiais compósitos, materiais químicos eletrônicos, nanomateriais químicos, borracha especial, poliuretano, poliolefinas de alto desempenho, revestimentos especiais e mais de dez categorias, incluindo adesivos e aditivos especiais.

Políticas impulsionam a inovação tecnológica de novos materiais químicos.
O desenvolvimento de novos materiais químicos na China teve início nas décadas de 1950 e 1960, e políticas de apoio e normas relevantes foram sucessivamente introduzidas para criar um ambiente favorável ao crescimento da indústria chinesa de novos materiais químicos. Desde o início do século XXI, a pesquisa chinesa sobre novos materiais químicos tem alcançado resultados inovadores, e os novos materiais desenvolvidos têm sido aplicados com sucesso em diversas áreas, trazendo benefícios para o desenvolvimento de muitos setores industriais na China.

Análise do “14º Plano Quinquenal” relacionado ao planejamento técnico para a nova indústria de materiais químicos.

Diante do “14º Plano Quinquenal”, e considerando os problemas enfrentados pela indústria – baixo volume total, estrutura inadequada, poucas tecnologias originais, falta de apoio a tecnologias comuns e tecnologias essenciais controladas por terceiros –, o Fórum de Desenvolvimento da Inovação da Indústria de Novos Materiais decidiu sanar essas deficiências, aprimorar o desempenho e promover aplicações, mantendo o foco em tarefas-chave em quatro frentes.

De acordo com o “Guia de Desenvolvimento do Décimo Quarto Plano Quinquenal para a Indústria de Novos Materiais Químicos”, emitido pela Federação Chinesa da Indústria de Petróleo e Química em maio de 2021, está previsto que, durante o período do “14º Plano Quinquenal”, a receita operacional e o investimento em ativos fixos da indústria de novos materiais químicos do meu país mantenham um crescimento acelerado e busquem alcançar o status de indústrias de ponta e diferenciadas até 2025, com mudanças significativas nos métodos de desenvolvimento e uma melhoria substancial na qualidade das operações econômicas.

Análise do impulso tecnológico da nova indústria de materiais químicos pela estratégia de neutralidade de carbono e redução das emissões de carbono.

De fato, a estratégia de carbono duplo otimiza continuamente a estrutura da indústria e eleva seu nível técnico por meio do desenvolvimento com restrições, promovendo o desenvolvimento da economia em uma direção mais sustentável e de maior qualidade. Por meio da análise da transformação estrutural da oferta e da demanda de produtos químicos, explica-se o efeito impulsionador dessa estratégia na indústria de novos materiais químicos.

O impacto da meta de dupla neutralidade de carbono visa principalmente otimizar a oferta e criar demanda. A otimização da oferta se materializa na redução da capacidade produtiva obsoleta e no incentivo a novos processos. A capacidade de produção da maioria dos produtos químicos é estritamente limitada, especialmente no caso de produtos com alto consumo energético e altas emissões na indústria química tradicional a partir do carvão. Portanto, a produção de novos materiais químicos substituíveis e o uso de novos catalisadores são estratégias utilizadas para aumentar a taxa de utilização de matérias-primas e reduzir as emissões de carbono, substituindo gradualmente a capacidade produtiva obsoleta existente.

Por exemplo, a mais recente tecnologia DMTO-III do Instituto de Tecnologia Química de Dalian não só reduz o consumo unitário de metanol para 2,66 toneladas, como o novo catalisador também aumenta o rendimento de monômeros de olefinas, evita a etapa de craqueamento C4/C5 e reduz diretamente as emissões de dióxido de carbono. Além disso, a nova tecnologia da BASF substitui o gás natural como fonte de calor para o craqueamento a vapor do etileno por um novo forno com aquecedores elétricos, o que pode reduzir as emissões de dióxido de carbono em até 90%.

A criação de demanda também tem dois significados: um é expandir a demanda de aplicação de novos materiais químicos existentes, e o outro é substituir materiais antigos por novos materiais que sejam ecologicamente corretos e com baixas emissões de carbono. O primeiro caso toma como exemplo as novas energias. Veículos movidos a novas energias utilizam uma grande quantidade de materiais, como elastômeros termoplásticos, o que aumenta diretamente a demanda por novos materiais químicos relacionados. No segundo caso, a substituição de materiais antigos por novos não aumentará significativamente a quantidade total da demanda final, mas afetará mais o uso de matérias-primas. Por exemplo, após a promoção de plásticos biodegradáveis, o uso de filmes plásticos tradicionais diminuiu.

Diretrizes de desenvolvimento técnico de áreas-chave de novos materiais químicos
Existem muitos tipos de novos materiais químicos. De acordo com a escala da indústria de materiais subdividida e o grau de concorrência, os novos materiais químicos são divididos em três grandes tipos de tecnologias e seus campos de aplicação: materiais poliméricos avançados, materiais compósitos de alto desempenho e novos materiais químicos inorgânicos.

Tecnologia avançada de materiais poliméricos

Os materiais poliméricos avançados incluem principalmente borracha de silicone, fluoroelastômero, policarbonato, silicone, politetrafluoroetileno, plásticos biodegradáveis, poliuretano e membranas de troca iônica, além de diversas subcategorias. As tecnologias mais populares dessas subcategorias são resumidas e analisadas. A tecnologia de materiais poliméricos avançados da China possui ampla distribuição e vasta gama de aplicações. Dentre elas, os campos de compostos poliméricos orgânicos e componentes elétricos básicos são particularmente ativos.

Materiais compósitos de alto desempenho

Os principais focos de pesquisa da indústria chinesa de materiais compósitos de alto desempenho são compostos de polímeros orgânicos, componentes elétricos básicos e métodos ou dispositivos físicos ou químicos em geral, representando quase 50% do total; compostos orgânicos moleculares são usados ​​como ingredientes, e métodos ou dispositivos usados ​​para converter diretamente energia química em energia elétrica são áreas de grande atividade tecnológica.

Novos materiais químicos inorgânicos

Atualmente, os novos materiais químicos inorgânicos incluem principalmente grafeno, fulereno, ácido fosfórico de grau eletrônico e outras subcategorias. No entanto, em geral, o desenvolvimento da tecnologia de novos materiais químicos inorgânicos é relativamente concentrado, e as áreas ativas de tecnologia patenteada estão concentradas em componentes elétricos básicos, compostos orgânicos de alta massa molecular, química inorgânica e outros campos.

Durante o período do “14º Plano Quinquenal”, o Estado formulou políticas relevantes para incentivar e orientar o rápido desenvolvimento da indústria de novos materiais químicos, que se tornou uma das áreas de forte crescimento no mercado chinês. A análise prospectiva indica que, para a indústria de novos materiais químicos, as políticas, por um lado, orientam o desenvolvimento tecnológico do setor e, por outro, promovem o desenvolvimento da indústria, incentivando o capital social para impulsionar a pesquisa e o desenvolvimento inovadores em novas tecnologias de materiais químicos. Com o investimento, a atividade tecnológica na indústria de novos materiais químicos está se intensificando rapidamente.