碳达峰、碳中和是近一年来被全球各行各业热烈讨论的问题。去年9月，中国国家主席习近平在纽约举行的联合国大会上通过视频发表讲话，宣布中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，并争取2060年前实现碳中和。这一发言被视作中国，乃至全球抗击气候变化一战中的重要一步。
碳达峰、碳中和是近一年来被全球各行各业热烈讨论的问题。去年9月，中国国家主席习近平在纽约举行的联合国大会上通过视频发表讲话，宣布中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，并争取2060年前实现碳中和。这一发言被视作中国，乃至全球抗击气候变化一战中的重要一步。
所有涉及到工业生产的企业，在生产过程中势必在消耗能源的同时，排放一定的废弃物。作为全球排名领先的多元化化工企业，沙特基础工业公司（SABIC）会如何看待和践行碳达峰、碳中和的国家策略，坚持可持续发展战略呢？
在2021第四届5G加工产业链暨精密陶瓷展览会(CMPE 2021)上， SABIC特材部相关产品线的专家接受了《电子工程专辑》的采访，除了阐述对工厂节能减排等可持续发展策略，还详细介绍了其高性能材料组合在5G、汽车电子及终端设备上的应用，包括LNP™改性材料和共聚PC材料、ULTEM™树脂和NORYL™树脂，以及各种低聚物。
沙特基础工业公司（SABIC）特材部相关产品线的专家，从左到右依次为：特材部资深市场开发经理朱景辉， LNP和NORYL产品线亚太区高级产品经理邹琰，特材部大中华区高耐热工程塑料产品经理王立秋，特材部热固性材料及添加剂中国区市场开发经理孔凡旺
化工企业如何助力碳达峰、碳中和？
对可持续发展问题，SABIC特材部资深市场开发经理朱景辉表示，SABIC一直在持续寻找更加有效的可持续发展的方法，也制定了具体目标。“SABIC制定的目标是2025年要将在生产中产生的物料损失比2010年降低50%，水利用降低25%，温室气体排放和能源消耗率和2020年相比降低25%。在可持续发展产品开发方面，则着重开发如PCR、生物基等环保材料。”目前这些环保材料应用最多的领域是消费电子类、5G基站以及一些产品外壳，比如路由器、CPE等。
SABIC特材部LNP和NORYL产品线亚太区高级产品经理邹琰表示，其实SABIC公司早在多年前就开始和有可持续发展情怀的公司合作。SABIC特材部的可持续发展解决方案具体可以分成三大块。
第一，机械物理回收产品。比如塑料一开始被做成一个手机，卖给消费者后被淘汰，再回收后把这部分塑料提炼出来，经过清洗等程序形成PCR（消费后回收）材料。据悉SABIC多年前就已经用这种材料做为原料，利用独有的技术做出新产品。物理回收在材料行业已有多年开发和使用历史。
第二，化学升级回收产品。如上图从右到左所示的流程，矿泉水瓶使用完后被回收破碎，成为各种颜色的塑料碎片，经过清洁处理解聚成为单体后再合成，做成塑料粒子，最后再做成成品。“因为PET水瓶属于聚合塑料，所以要把它解聚成单体再合成PBT树脂。这样回收再利用的产品生产流程，比直接用石油提炼出来单体再合成PBT，二氧化碳排放、水消耗、能源消耗的综合总量有大幅度降低。”据邹琰介绍，目前SABIC特材业务的化学升级回收产品应用比较多，已经消耗了超过1亿个废矿泉水瓶做成各种产品，很多国际品牌都在用。
第三，基于生物基树脂的产品。以往的共聚PC、均聚PC单体都是从石油裂解而来，SABIC使用非食品链植物提炼出基础原料作为合成PC的原料之一，做成基于生物基的高聚物产品，对环境保护有正面作用。
上述可持续发展产品已经被做成各种各样的基材，用到各种树脂材料中去。除了PC材料，越来越多基于生物基的材料已成为大方向，SABIC特材部大中华区高耐热工程塑料产品经理王立秋补充道，“我们基于生物基树脂的高耐热材料ULTEM树脂已经研发成功，将在今年年底之前上市。”据介绍，这种材料的特性跟从石油加工而来的树脂化学结构和物理性能一致，可直接替换。
除含有PCR的PC/硅氧烷共聚物之外，SABIC还展示了其他一些有助于实现净零碳目标的可持续发展系列材料。例如LNP ELCRIN iQ改性树脂，其回收材料的含量达60%（按重量计），供应链已通过供应责任审核，涵盖了社会、环境、健康和安全要求。
5G基站
全球5G产业的成功，在于它可以满足消费者对于新一代网络的需求，包括速度、可靠性和可持续发展。为此，网络运营商和设备制造商不断运用新的技术，持续扩大网络和产品的覆盖范围及容量。SABIC特材产品也与5G电信设备领域的全球企业保持合作，帮助他们实现长期可靠性、产品减重，以及改善射频性能和开展创新设计。
2019年，5G基站开始陆续建设，去年在中国达到高峰。据介绍，今年总共有70多万站要建设，其中中国移动和中国广电将共同投入48万站，中国联通和中国电信共有20多万站。不同时期建设的基站属于不同频段下的产品，其设计和材料要求是有差异的，朱景辉介绍到，比如去年是中高频3.5GHz、2.6GHz，今年重点是700兆赫兹低频，成品尺寸会比高频大很多。
举例来说，700兆赫兹大多采用MIMO天线，比如4T4R，尺寸会达到1-2米多长。里面的部件要求也跟去年3.5GHz Massive MIMO 不一样，移相器数量增加，对材料稳定性也有很高要求。“频率越高产品的尺寸会越小，比如去年3.5G Massive MIMO使用的都是腔体滤波器、微腔体滤波器，今年700兆滤波器腔体会大很多，我们采用PEI材料可以实现减重需求，并且已经有客户很多年前就用SABIC的PEI做腔体滤波器金属替代上市了。”
PEI树脂的腔体滤波器外壳
目前全球5G建设的重点是Sub-6G天线，目前中国主要以700MHz, 2.6GHz,3.5GHz，4.9GHz为主，但随着对数据传输的速度要求越来越高，势必用到毫米波这样的高频段。毫米波跟Sub-6G的区别是对信号的传输延迟要求更高，具体到对材料，就是对介电性能要求很高，反映到材料的Dk、Df值上。朱景辉表示，Dk值越大产品可以做的越小； Df越低，损耗越低，毫米波可能要求千分之一以下的损耗；再就是可靠性，毫米波系统成本非常高，对设备寿命要求比普通低频高很多，“特别是在户外的材料，要求耐受10-20年甚至更高，对低温下、耐UV下、耐水碱性能都要很高。SABIC有一款共聚PC产品，可以耐零下60度的低温需求（长期可靠性）。”
基站天线光滤波器就会有好几公斤重，随着对成本、人力、能源的控制，腔体滤波器对减重的要求越来越高。SABIC特材产品的目标就是为它们减重降成本的同时，保障性能。
汽车电子
SABIC的材料同样大量用在汽车中，包括传统燃油车、新能源汽车、智能驾驶或自动驾驶。而如果结合5G来谈汽车，大多数人第一个想到的是智能驾驶，因为现在汽车越来越像移动通信设备，很多功能都跟手机接近。
“所以汽车对于信号传输，特别是智能驾驶对信号传输的速度要求是很高的，”朱景辉说到，随着自动驾驶车联网的普及，汽车雷达数量越来越多，业内的雷达组装方式从原来的粘胶打螺钉固定，慢慢变成激光焊接提高效率。“在激光焊接性能方面，SABIC特材有的材料透过率达到60%以上。除了77GHz雷达，4D成像雷达比一般雷达要大，对雷达罩的翘曲要求会越来越高，有的材料的翘曲也非常低，能够保证雷达的焊接性能。”
邹琰举了几个例子，首先对于电动汽车来说电池非常重要，SABIC NORYL树脂产品在电动汽车电池里应用比较广泛，包括模块、隔板、外面包覆电池溶液的壳体等。“NORYL树脂在所有无定型材料里面耐化学综合性是比较好的，特别是耐碱，而电池里面碱性是比较重的，它也是天然的阻燃材料。”
NORYL 聚苯醚树脂77GHz毫米波雷达前罩
在谈到智能驾驶或者自动驾驶时，ADAS是重要的组件，NORYL树脂或LNP改性材料也会用在毫米波雷达前罩及吸波部件上。因为前罩需要信号定位，所以要很好的信号透过性，“特别是在77GHz下面的毫米波雷达前罩，同时整个设计还要把一些杂波吸掉。而汽车GPS、GNSS或是RTK应用中，用NORYL树脂或是LNP介电材料可以替代特种陶瓷。”邹琰说道，NORYL材料和LNP改性高温材料的应用还包括充电桩上的插头、连接器，汽车钥匙外壳，传统汽车发动机周边等。
车联网路测单元的共聚PC外壳
另外由于共聚PC树脂本身耐候性好，目前在传统汽车和电动车内饰件和外饰件里面经常用于替代普通PC。这些普通PC材料需要二次喷涂做出不同的外观效果，而共聚PC可以免除喷涂程序，降低成本的同时保护环境。
SABIC的耐热材料在汽车领域应用也很广泛，例如前大灯或雾灯里的反射镜在LED普及之前，很多客户采用ULTEM聚醚酰亚胺树脂替代金属或热固树脂材料。近几年，随着LED普及，车灯温度没有那么高了，才转用耐高温PC。但是在一些智能大灯调节支架中，还仍然使用SABIC的ULTEM树脂。“因为我们材料的高耐热和尺寸稳定性好，常用在智能驾驶ADAS毫米波雷达的前罩，如果在严寒的用车环境中，毫米波雷达需要有加热装置，就要求前罩材料和框架材料耐热温度在150度以上，”王立秋说到，“这时候就轮到ULTEM树脂材料大显身手了。”
据介绍，现在国际知名的毫米波雷达供应商会选择ULTEM树脂材料应用于寒冷环境中使用的毫米波雷达的前罩。因为它长期耐热温度170度，在高低温环境下尺寸稳定性好，并且在高低温度变化后没有瓦斯气析出，还可用在汽车摄像头镜头镜筒和镜头隔圈中，替代金属后仍可在复杂工况下获得长期稳定的影像效果。王立秋介绍到，在采用红外波段的激光雷达方面，这个材料的红外透过率在850纳米到1550纳米波长达88%，同时易于做ITO镀层、耐磨、耐冲击，可以做激光雷达的前视窗。
特材部热固性材料及添加剂中国区市场开发经理孔凡旺认为，不论是之前的燃油车，还是未来的电动车，都可以把它想象成一个电子元器件或PCB板。它有三个主要应用，第一是娱乐性，车上有语音或者视频的信号，第二是电控系统，第三是ADAS，如果在汽车里面关注应用，“我认为最重要的首先是高可靠性，电路要安全可靠不失效，其次对于未来电动汽车，信号响应速度要非常快。SABIC的PPO材料已经用在汽车行业客户的ADAS电路板里，这对于降低线路板Dk/Df及损耗有帮助，原理跟基站中的应用一样。”
消费终端
最后，特种材料在终端产品上的应用，最主要仍然是手机、平板电脑等，未来还会向5G终端延伸，比如VR、AR、智能手表。
为什么是5G终端？朱景辉解释道，5G跟4G相比信号会快很多，天线数量会因对信号的要求而增多，这对材料设计提出了不同的要求。小型化趋势对材料的Dk值要求更高，这样天线尺寸才能做得越小。例如下图是SABIC展示的用于手机后盖的纳米注塑天线隔断条，用的是Low Dk（低介电）材料完成NMT（纳米注塑技术）。“这就是在5G时代下为了满足信号要求，在材料上做出的变化。”
邹琰表示，“其实就算在5G没出现以前，SABIC的特材材料在手机也是标杆。纳米注塑技术的出现，是因为金属外壳成为主流时，需要有空间和缝隙让信号出去进来，用NMT（纳米注塑成型）技术做的天线隔断条就要求介电损耗小。能够同时满足这两个需求，SABIC特材解决方案是第一个实现商业化应用的，而且全球有许多品牌一直在用。”同样有利于信号传输的还有SABIC特材部的共聚PC耐刮擦材料做的手机后盖，也叫做玻璃质感材料。
另外，SABIC近期推出的全新系列LNP VISUALFX树脂可以通过给塑料材料直接配色实现时尚色彩和特殊外观效果，从而帮助降低二次喷涂造成的环境影响、时间消耗和成本。LNP VISUALFX材料分为六大主题，从复古到未来，从前卫到温和，符合当今热门设计趋势的观感。
这些树脂能够帮助客户实现移动终端、物联网设备外壳以及汽车内饰差异化设计。为了促进可持续发展，LNP VISUALFX组合还融入了一种全新的聚碳酸酯（PC）/硅氧烷共聚物，其中消费后回收（PCR）材料的含量高达80%。
据悉，已经有客户将SABIC特材部的可持续发展材料用在手机内部件或是手机隔断条上，能够满足欧洲最严格的可持续发展要求规范。
责编：Luffy Liu
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