우리나라 석유화학 산업이 대규모 제조에서 고품질 제조로 전환되는 과정에서, 침투율이 낮고 국내 기업의 수가 적은 신소재 분야에서 혁신적인 성과가 버섯처럼 솟아나고 있으며, 폴리올레핀 엘라스토머(POE), 탄소섬유, 생분해성 플라스틱 등 신소재의 동향도 흥미롭습니다. 4월 20일 상하이에서 열린 제6회 학교-기업 과학연구 업무 교류 및 도킹 회의와 중국석유화학공업연합회에서 뤄치밍(羅奇明) 석유화학연합회 과학기술장비부 부주임은 관련 자료와 재고를 꼼꼼히 정리했습니다.
핵심 유기 원료가 획기적인 발전을 이루었습니다.
아디포니트릴은 기술적으로 생산이 어려운 나일론 66의 중요한 원료입니다. 지금까지는 인비스타가 시장을 장악해 왔습니다. 최근 화학 섬유, 엔지니어링 플라스틱 등 다양한 분야의 급속한 발전으로 나일론 66의 응용 분야가 더욱 넓어지면서, 많은 국내 기업들이 아디포니트릴 연구 개발 및 산업화에 획기적인 진전을 이루었고, 아디포니트릴 관련 프로젝트도 시작되었습니다.
뤄치밍은 아디프디니트릴의 국내 연구개발에는 아디프딘산법과 부타디엔법이라는 두 가지 주요 기술 경로가 있다고 소개했습니다.
충칭 화펑 그룹은 2020년 완공 예정인 10만 톤 규모의 아디프디니트릴 공장을 기반으로 아디프딘산 공정을 사용하여 20만 톤 규모의 아디프디니트릴 공장을 건설하고 있습니다.
부타디엔 공정은 인비스타(Invista)에서도 사용하는 기술로, 공정 경로가 짧고 원료 비용이 낮으며 제품 품질이 우수하다는 장점이 있습니다. 중국화공천진치샹신소재(China Chemical Tianchen Qixiang New Materials Co., LTD.)는 수년간의 연구개발 끝에 부타디엔 직접 히드로시안화 기술을 이용한 연간 20만 톤 규모의 아디포니트릴 생산 설비를 건설하여 산업 사슬 전반을 개척하고 성공적으로 시작했습니다.
기자에 따르면, 연간 50톤 규모의 부타디엔 공법 아디프디니트릴 프로젝트 건설 중 어느 부분이 올해 말에 착공될 예정인가.
폴리올레핀 고급품종 국산화
"독립적인 지식재산권을 보유한 기액 폴리에틸렌 공정과 관형 폴리프로필렌 공정은 모두 우리나라에서 개발되었습니다. POE와 UHMWPE(초고분자량 폴리에틸렌)와 같은 고급 폴리올레핀 제품은 생산을 위한 '가속기 버튼'을 누르고 있습니다." 뤄치밍은 고급 폴리올레핀 품종 개발에 대해 언급하며 이렇게 말했습니다.
POE는 합성 소재 중 밀도가 가장 낮은 소재 중 하나이며, 차세대 태양광 필름 제조에 핵심적인 핵심 소재입니다. 20년 전부터 POE 산업화 기술 개발을 시작한 시노펙(Sinopec)은 이제 그 성과를 거두고 있습니다. 기자는 최근 막을 내린 제35회 중국 국제 고무 및 플라스틱 박람회에서 시노펙이 POE 엘라스토머를 포함한 다양한 신제품을 출시하며, POE 관련 지식재산권을 확보한 국내 최초의 기술 특허 제공업체가 되었다는 소식을 접했습니다.
동시에 완화화학(Wanhua Chemical) 등은 POE 산업화 조건을 갖추고 있습니다. 데이터에 따르면 2023년 3월 기준 중국 국내 건설 예정 생산능력은 210만 톤에 달합니다. 향후 2~3년 안에 중국은 POE 생산 붐을 맞이할 것으로 예상됩니다.
우수한 제품 성능으로 최근 몇 년간 석유화학 및 에너지 기업들의 주목을 받고 있는 UHMWPE(초고분자량 폴리에틸렌)입니다. 기자에 따르면, 2022년 7월부터 다칭 석유화학, 장쑤 스터방, 상하이 화학연구소가 신규 생산 또는 에너지 확장 형태로 UHMWPE 산업에 진출했습니다. 그중 다칭 석유화학의 주요 생산 품목은 리튬 배터리 격막입니다. 장쑤 스터방에 연간 2만 톤 규모의 설비를 갖춘 이 공장의 생산 품목 또한 리튬 배터리 격막과 섬유 소재를 중심으로 하고 있습니다. 섬유 소재, 리튬 배터리 격막 소재, 용융 방사 수지가 주요 생산 품목입니다.
지난 3월, 상하이 화학연구소의 3만 톤급 정지 링 튜브에 사용된 UHMWPE 장치가 생산에 들어갔습니다. 이는 우리나라가 세계 최초의 기술과 제조 기술에서 획기적인 발전을 이룬 것을 의미합니다. 고섬유와 리튬 배터리용 격막은 기본 수지를 제공합니다.
선도적인 생분해성 소재 기술
플라스틱 주문 제한 조치 시행은 생분해성 소재 개발 및 생산에 "불길"을 더하고 있습니다. 뤄치밍(羅吉明)에 따르면, 우리나라는 폴리콜릭산(PGA), 폴리실보놀(PBS), 폴리헥실보놀(PBAT), 폴리스티렌(PLA), 폴리본(PCL), 폴리카보네이트(PPC), 폴리크롬산에스테르(PHA) 등 산업 생산 기술을 이미 완벽하게 숙달하여 생분해성 플라스틱의 주요 범주를 포괄하고 있으며, 세계적인 생분해성 플라스틱 품종을 구축했습니다. 산업 시스템도 완벽하게 구축되었습니다.
PLA는 현재 연구 및 응용 분야에서 가장 분해성이 높은 소재입니다. 핵심 기술은 중국에서 획기적인 발전을 이루었으며, 수입 제품과 충분히 경쟁할 수 있습니다. 또한, PGA, 폴리벤조나이트딜레이트(PBST), 그리고 국내 최초의 생분해성 폴리에스터 고무인 에센스(Essence) 등 중국에서 최초로 개발된 다양한 종류의 분해성 수지가 있습니다.
기자에 따르면, 상하이 동갱회사는 에틸에스테르 개구부의 합법적인 PGA 경로에 대한 독자적인 기술을 형성하여 의료용 PGA를 얻을 수 있게 되었으며, 베이징화학공업대학의 고급 탄성체 재료 연구 센터는 높은 상대 분자량의 다양화된 일반 중합체 고무를 연속 생산 공정을 통해 분해하는 생물학적 기질을 개발하여 수천 톤 규모의 시험 생산을 완료했습니다.
합성고무의 새로운 공정이 그 틈을 메운다
용해 폴리스티렌 부타디엔 고무의 기능 개질은 용해 폴리스티렌 부타디엔 고무 분야의 주요 화두로, 고무 제품의 특성을 크게 향상시킬 수 있지만 아직 중국에서는 공업용 제품이 출시되지 않았습니다. 2021년 5월, 중국석유화학(PetroChina), 동지대학교(Tongji University), 대련이공대학교(Dalian Technology University)는 기능성 용해 폴리스티렌 부타디엔 고무 합성 기술을 공동 개발하여 중국 두산쯔 석유화학(Dushanzi Petrochemical)에 최초의 기능성 용해 폴리스티렌 부타디엔 고무 제조 설비를 완공했습니다. 이 제품은 친환경 타이어 트레드 고무에 적용되었습니다.
네오프렌 고무는 국가 경제와 국방 산업의 중요한 전략 물자 중 하나입니다. 하지만 부타디엔 네오프렌 고무 생산 공정은 복잡하고 핵심 장비 기술도 까다롭습니다. 진교하이테크(상하이) 유한회사는 이 "딱딱한 뼈대"를 깨고 부타디엔 네오프렌 고무 신공법을 개발하여 파일럿 테스트를 완료했습니다. 뤄치밍은 "기존의 탄화칼슘 공법과 비교했을 때, 이 공법은 생산 원가와 제품 품질 모두에서 전면적인 우위를 달성할 수 있습니다."라고 말했습니다.
엔지니어링 플라스틱과 특수섬유의 하이라이트는 다음과 같습니다.
"신소재의 왕"으로 불리는 탄소섬유는 국가 경제와 국방 건설에 없어서는 안 될 전략적 신소재입니다. 우리나라는 현재 일본과 미국에 이어 고성능 탄소섬유 기술을 보유한 세 번째 국가가 되었습니다. 뤄치밍(羅奇明) 씨는 "우리나라의 T300급 탄소섬유는 이미 외국 유사 제품 수준에 도달했고, T700과 T800급 탄소섬유는 산업 생산을 달성했으며, T1000과 M55J급 탄소섬유 핵심 기술은 핵심 기술에서 돌파구를 마련하여 생산을 시작했습니다."라고 말했습니다.
고강도 고프로파일 폴리타미드 섬유는 항공, 우주항공, 전자, 방호 등 첨단 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있습니다. 베이징화공대학은 고강도 고프로파일 폴리타미드 섬유 생산 기술을 개발했으며, 이 기술을 활용하여 국내외 최초의 고강도 고프로파일 폴리타미드 섬유 생산 라인을 구축하고 다양한 제품을 생산하고 있습니다.
또한, 대련과학기술대학과 중국과학원 대련화학이 공동으로 개발한 페놀성 폴리포드 폴리포드 에테론 케톤도 세계 최초이며, 모든 산업장치에 적용이 가능합니다.
전자화학은 더 빨리 발전합니다
새로운 에너지 산업의 급속한 성장은 전자화학물질을 발전 기회로 가져왔고, 많은 국내 기업들은 전자화학기술을 촉진하기 위해 급속한 진전을 이루기 위해 경쟁에 돌입했습니다.
최근 몇 년 동안 우리나라의 산업용 및 식품용 인산염 생산 능력은 과잉 상태였지만, 초고순도 전자급 인산염과 같은 칩 생산 핵심 소재는 전량 수입에 의존해 왔습니다. 10년 이상의 끊임없는 노력 끝에 싱파 그룹의 초고순도 전자급 인산염은 인산염 순도를 "3.9"에서 "9.9"로 향상시켰습니다.
전자급 불산은 주로 집적 회로 및 대형 집적 회로 칩의 세척 및 부식에 사용됩니다. 국내 전자 화학 선도 기업 중 하나가 2022년 5월 TSMC 적격 공급업체 시스템에 공식 가입하여 검토를 시작했습니다. 반도체급 불산을 주성분으로 하는 고순도 전자 화학 소재의 일괄 공급.
또한, 수저우 징루이가 개발 및 생산하는 과산화수소, 황산, 호화가스, 중시십 718연구소의 삼불화질소, 타이허가스의 고순도 염소가스, 염화수소, 장쑤 자크의 전구체 특수가스, 후베이 딩룽의 연마패드 등 일부 전자화학제품도 선진공정 칩 제조의 요구사항을 충족하고 있습니다.
"첨단 공정 칩용 아르곤 플루오라이드 포토레지스트 개발은 가장 어려운 과제이며, 여전히 어려운 과제입니다." 뤄치밍은 수지 모노머, 광개시제, 용매부터 포토레지스트까지 전체 산업 체인을 다루는 국내 기업이 많지만, 현재는 일부 제품만 하류 기업에 테스트하고 있다고 말했습니다.
게시일: 2023년 5월 8일