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新材料“十四五規(guī)劃”前瞻——中國新材料發(fā)展趨勢

【概要描述】  材料是人類一切生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ),歷來是生產(chǎn)力的標(biāo)志,對材料的認識和利用的能力,決定社會形態(tài)和人們的生活質(zhì)量。新材料則是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。

新材料“十四五規(guī)劃”前瞻——中國新材料發(fā)展趨勢

【概要描述】  材料是人類一切生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ),歷來是生產(chǎn)力的標(biāo)志,對材料的認識和利用的能力,決定社會形態(tài)和人們的生活質(zhì)量。新材料則是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。

詳情
 
  材料是人類一切生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ),歷來是生產(chǎn)力的標(biāo)志,對材料的認識和利用的能力,決定社會形態(tài)和人們的生活質(zhì)量。新材料則是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。
  
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  新材料種類
  一 我國新材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
  (一)
  我國新材料生產(chǎn)情況
  
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  幾乎所有的新材料我國都能夠生產(chǎn)并且正在生產(chǎn),包括:
  高性能工程材料
  POK聚酮、PPO聚苯醚、PPS聚苯硫醚、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、POM、聚酰亞胺(PI)、PA(6、66、11、1010、56、46、12…)、PMMA、PET、PBT……..
  電子化學(xué)品
  光刻膠、導(dǎo)電高分子材料、電子封裝材料、電子特種氣體、平板顯示(FPD)專用化學(xué)品、印制電路板材料及配套化學(xué)品、混成電路用化學(xué)品、電容器用材料、電器涂料、導(dǎo)電聚合物等其他電子電氣用化學(xué)品。
  新型彈性體
  TPU、POE、SBS、SEBS、SEPS、TPEE、丙烯基彈性體、尼龍彈性體……(新型彈性體總量已接近傳統(tǒng)彈性體一半了)。
  新型纖維
  氨綸、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維….。
  (二)
  強大的應(yīng)用支撐我國新材料的發(fā)展
  
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  我國擁有龐大的工業(yè)用戶;
  龐大的造船大國、強國;
  世界最大的手機生產(chǎn)國;
  汽車產(chǎn)銷量第一的國家;
  地鐵、動車和高鐵質(zhì)量和數(shù)量第一的國家;
  冰箱、洗衣機等白電全球產(chǎn)量第一的國家;
  因此,嚴(yán)格意義上來說,強大的下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)給我國新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的推動力。
  (三)
  政策推動我國新材料的發(fā)展
  
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  (1)國家發(fā)展改革委、商務(wù)部發(fā)布《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄(2019年版)》,重點提及的化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)包括:差別化、功能性聚酯(PET);聚甲醛;聚苯硫醚;聚醚醚酮;聚酰亞胺;聚砜;聚醚砜;聚芳酯(PAR);聚苯醚;聚對 苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚酰胺(PA)及其改性材料;液晶聚合物等
  (2)國家發(fā)改委《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》重點化工新材料關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目包括:聚苯硫醚;聚苯醚;芳族酮聚合物(聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮)、聚芳醚醚腈;聚苯并咪唑;聚芳酰胺;聚芳醚;熱致液晶聚合物;新型可降解塑料等。
  (3)中國石化聯(lián)合會《石油和化學(xué)工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃指南》將高分子材料作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)列為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域,明確高分子材料“十三五”發(fā)展的目的是:以提高自主創(chuàng)新能力為核心,以樹脂專用料、工程塑料、新型功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料和先進復(fù)合材料為發(fā)展重點,開發(fā)工程塑料、改性樹脂、高端熱固性樹脂及其樹脂基復(fù)合材料,以及可降解塑料等新材料制備技術(shù)。
  (4)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會關(guān)于““十四五”化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略和任務(wù)”的重點工作指導(dǎo):開發(fā)5G通信基站用核心覆銅板用樹脂材料(LCP、PI、環(huán)氧樹脂等);聚砜、聚苯砜、聚醚醚酮、液晶聚合物等高性能工程塑料。
  此外,我國新材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策規(guī)劃,還包括:
  《中國制造2025》;
  《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》將為“十四五”期間新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明重點方向。
  (四)
  應(yīng)用研發(fā)體系成為新材料發(fā)展利器
  
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  我國幾十年來建立的應(yīng)用研發(fā)體系功力深厚,例如中科院,包括北化所、過程所、寧波院、上海有機所、大化所、蘭化所、應(yīng)化所、煤化所…等,為我國科技進步、經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全做出了不可替代的重要貢獻。
  按照材料劃分,包括以下成熟的研發(fā)機構(gòu)體系:
  
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  此外,還有大量大企業(yè)的研發(fā)中心,對產(chǎn)品應(yīng)用的研究及配套的檢測儀器設(shè)備很多達世界領(lǐng)先水平。
  (五)
  與國外新材料的差距
  
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  我國新材料產(chǎn)業(yè)與國外差距主要在高品質(zhì)的新材料。
  我國缺乏超前的研發(fā)優(yōu)勢和研發(fā)成果的實用化開發(fā)力度,目前主要還是以仿制為主。雖然很多新材料已有能力生產(chǎn),可是相關(guān)專利繞不開。
  我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
  發(fā)達國家均全力發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè),例如美國將新材料稱之為“科技發(fā)展的骨肉”,我國新材料發(fā)展也將由原材料、基礎(chǔ)化工材料逐步過渡至新興材料、半導(dǎo)體材料、新能源材料、節(jié)能(輕量化)材料。
  (一)
  資本眼中的新材料產(chǎn)業(yè)風(fēng)口
  
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  1.千億級風(fēng)口
  千億級風(fēng)口主要是高性價比、高性能電子化學(xué)品,包括芯片、傳感器,以及半導(dǎo)體電子(電子膠粘劑、光刻膠、導(dǎo)電材料、高純氣體、溶劑等)。
  2.萬億級風(fēng)口
  萬億級風(fēng)口主要是新能源相關(guān)材料,包括固態(tài)電池、燃料電池、氫燃料電池、鋰電池、太陽能光伏、可再生能源、儲能、風(fēng)能等。
  3.其他風(fēng)口
  其他風(fēng)口包括:處于加速發(fā)展期的生物可降解材料(有利于垃圾分類等)、3D打印新材料、結(jié)構(gòu)化材料、以及輕量化、節(jié)能材料。
  (二)
  未來新材料的超級印鈔機?
  新材料產(chǎn)業(yè)的三個熱點
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  三大熱點之一:芳綸、PI和PA
  ? 芳綸--關(guān)鍵的戰(zhàn)略材料
  芳綸下游應(yīng)用高端,是關(guān)鍵的戰(zhàn)略材料。
  
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  芳綸產(chǎn)品的特點是門檻高,國內(nèi)企業(yè)少,國產(chǎn)化替代趨勢明顯,目前行業(yè)上升趨勢明顯。
  芳綸產(chǎn)品的門檻主要是技術(shù)和客戶準(zhǔn)入門檻,要進入市場需要做安全認證,需要幾年的成功案例,下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Π踩缘囊蠖己芨摺?/span>
  目前全球的對位芳綸處于近平衡狀態(tài),國內(nèi)對位芳綸80%依賴進口。從全球來看,隨著應(yīng)用領(lǐng)域的增加,對位芳綸需求將逐漸增加,預(yù)計未來5年全球?qū)ξ环季]的需求量將達到15萬噸左右。按照每年增速10%計算,2020年我國對位芳綸的需求量將達到13000噸,2025年對位芳綸的需求量將達到25000噸。
  全球間位芳綸行業(yè)主要被美國杜邦、泰和新材、日本帝人等公司占據(jù)。其中杜邦產(chǎn)能以67%位居第一,帝人占比為7%。
  ? 聚酰亞胺—— “解決問題的能手”
  聚酰亞胺,是綜合性能最佳的有機高分子材料之一。其耐高溫達400℃以上 ,長期使用溫度范圍-200~300℃,部分無明顯熔點,高絕緣性能,103 赫下介電常數(shù)4.0,介電損耗僅0.004~0.007,屬F至H。
  PI薄膜
  PI薄膜為PI系列產(chǎn)品中應(yīng)用最早,最為成熟的產(chǎn)品,是絕緣薄膜最優(yōu)選擇,高端產(chǎn)品國產(chǎn)化浪潮已近。
  
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  電子級以下PI薄膜已實現(xiàn)國產(chǎn)自給自足,電子級及以上PI薄膜市場仍主要由海外公司瓜分。
  隨著國內(nèi)化學(xué)亞胺法生產(chǎn)線的逐漸落地,國內(nèi)廠商將參與分享高端市場近百億市場。未來隨著FCCL市場保持高增速,以及OLED快速普及對柔性襯底需求的提升,高端電子級PI薄膜市場將處于快速擴張期。
  PI纖維
  扎根軍用市場,民用市場開發(fā)提速。PI纖維耐熱性能、機械性能優(yōu)異,是航空航天和軍用飛機等重要領(lǐng)域的核心配件材料,其在軍用市場的應(yīng)用具備不可替代性。
  在商用領(lǐng)域,PI纖維在環(huán)保濾材、防火材料等應(yīng)用目前正處于孕育期,未來有望為PI纖維增添新活力。
  PI/PMI泡沫
  受益軍艦建造高潮,迎“藍?!睍r代。PI泡沫目前最為重要的應(yīng)用為艦艇用隔熱降噪材料,目前我國海軍正處于第三次建船高潮,PI泡沫作為新型戰(zhàn)艦中的首選隔熱降噪材料,未來需求有望快速提升。此外PMI泡沫作為最為優(yōu)異的結(jié)構(gòu)泡沫芯材,廣泛用于風(fēng)機葉片,直升機葉片,航空航天等領(lǐng)域中,其對于PET泡沫的替代趨勢明確,市場空間廣闊。
  PI基復(fù)合材料
  輕量化是大趨勢,主打高端市場。纖維增強復(fù)合材料是鎂鋁合金之后的新一代輕量化材料,以聚酰亞胺作為樹脂基的復(fù)合材料耐高溫和拉伸性能出色,應(yīng)用十分廣泛。隨著碳纖維產(chǎn)業(yè)的逐漸成熟,碳纖維增強復(fù)合材料需求增長明顯,聚酰亞胺+碳纖維的組合作為最為優(yōu)異的復(fù)合材料組合之一,在搶占高端市場方面優(yōu)勢明顯。
  PSPI(光敏聚酰亞胺)
  光刻膠、電子封裝雙領(lǐng)域發(fā)力,享電子產(chǎn)品高端化紅利。光敏聚酰亞胺主要有光刻膠和電子封裝兩大應(yīng)用。PSPI光刻膠相比于傳統(tǒng)光刻膠,無需涂覆光阻隔劑,能大幅縮減加工工序。同時PSPI也是重要的電子封裝膠。
  光敏聚酰亞胺作為封裝材料可用于:緩沖涂層、鈍化層、α射線屏蔽材料、層間絕緣材料、晶片封裝材料等,同時還廣泛應(yīng)用于微電子工業(yè)中,包括集成電路以及多芯片封裝件等的封裝中。
  ? 尼龍
  耐高溫尼龍
  高溫尼龍的技術(shù)壁壘比較高,該產(chǎn)業(yè)一直未得到大規(guī)模的發(fā)展,市場需求發(fā)面存在巨大的空白。我國耐高溫尼龍研究比較晚,新品種的開發(fā)主要以PA6T改性為主,以合成新型尼龍為輔。
  高溫尼龍作為一種高性能工程材料市場不斷擴大,預(yù)計中國在未來幾年里對高溫尼龍的需求將以15%~25%的速度增長。
  耐高溫尼龍潛在需求占尼龍20-30%,而五年內(nèi)中國市場對尼龍的需求有望達萬噸。
  尼龍彈性體
  尼龍彈性體就是聚酯/聚醚-聚酰胺嵌段共聚物,最常見的是聚醚嵌段酰胺(PEBA),它較為突出的性能是高回彈性、輕質(zhì)和低溫耐沖擊性能。
  尼龍彈性體的能量回饋可以達到85%,比Boost緩震科技高約15%,擁有更棒的吸震緩沖效果。與TPU相比,它的質(zhì)量更輕。
  尼龍彈性體的合成技術(shù)門檻較高,大多掌握在法國阿科瑪、德國贏創(chuàng)、日本宇部興產(chǎn)等國外大廠手里。
  尼龍彈性體市場需求潛力巨大,除了440億雙鞋/年的底材需求,還有對聚氨酯軟泡、塑膠跑道材料的替代。
  
  三大熱點之二:電子化學(xué)品
  電子化學(xué)品是專為電子信息產(chǎn)品制造中的顯影、蝕刻、清洗和電鍍等工藝配套的細化工材料,是集成電路、平板顯示制造等信息產(chǎn)業(yè)的重要支撐材料。
  2017年,世界電子化學(xué)品產(chǎn)值>1500億美元,中國產(chǎn)值約2600億元,預(yù)計2018-2022年,年均增長率約為11%。包括陶氏、霍尼韋爾、三菱化學(xué)和巴斯夫等公司,正競相將電子化學(xué)品業(yè)務(wù)重點放在包括中國在內(nèi)的亞太地區(qū)。中國豐富的原材料以及靠近下游需求等方面優(yōu)勢明顯,電子化學(xué)品產(chǎn)能向國內(nèi)轉(zhuǎn)移已成為大勢所趨。
  
  三大熱點之三:輕量化、節(jié)能材料
  輕量化的關(guān)鍵——高性能新材料如TPEE、POM、PI、PA、PU、TEEK、PPA、PTT等替代比重幾倍的鋼鐵。
  聚合物固化技術(shù)——美國伊利諾大學(xué)ScottWhite教授率領(lǐng)的研究團隊開發(fā)出一種新的聚合物固化技術(shù),只需小型熱源就可在短時間內(nèi)完成聚合物制造,與目前的制造工藝相比,可降低10個數(shù)量級的能耗,并減少2個數(shù)量級的工時。
  碳纖維——在追求高性能的同時、輕量化。
  新材料產(chǎn)業(yè)的四大材料
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  四大材料之一:薄膜
  材料薄膜市場
  我國材料薄膜產(chǎn)業(yè)增速平穩(wěn),2010-2017年我國材料薄膜產(chǎn)量由799萬噸增加至1570萬噸,年均復(fù)合增速達10%。
  2017年全球液晶聚合物薄膜和層壓板銷售量約9050噸,復(fù)合年增長率為6.7%。
  快遞包裝薄膜將呈現(xiàn)減量化、綠色化、可循環(huán)發(fā)展趨勢。
  背光模組光學(xué)膜將趨于高亮度化、薄型化、輕量化、高色域化發(fā)展。
  光學(xué)聚酯薄膜產(chǎn)業(yè)
  功能性聚酯原料制備技術(shù),是制膜企業(yè)的核心技術(shù)之一,其中納微米添加改性,涉及到滑爽均勻性,結(jié)晶均勻性和靜電壓膜性等正是阻礙行業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。
  國內(nèi)光學(xué)聚酯薄膜產(chǎn)業(yè)目前還處于起步階段,大多集中于薄膜的拉伸成型加工上,缺少對光學(xué)聚酯薄膜技術(shù)的系統(tǒng)性研究。
  在光學(xué)聚酯薄膜材料(專用切片及母料)、配方設(shè)計,裝備及工藝控制等方面難以同國際巨頭抗衡,這些都制約了我國新型顯示等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;三是行業(yè)的整體科技創(chuàng)新缺少協(xié)同與聯(lián)動。
  BOPA薄膜產(chǎn)業(yè)
  BOPA薄膜主要應(yīng)用于食品、日化、醫(yī)藥、電子、建筑、機械等包裝領(lǐng)域,其中食品包裝就占據(jù)了70%-80%的份額,主要是用于高溫蒸煮、冷凍、休閑類食品。
  預(yù)計在未來的幾年里,中國軟包裝和BOPA薄膜市場將繼續(xù)呈現(xiàn)增長態(tài)勢,且海外市場會成為另一新的增長點。
  BOPET薄膜產(chǎn)業(yè)
  BOPET薄膜因其優(yōu)異的物化性能和環(huán)保性能,BOPET被譽為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦筒牧现弧?/span>
  我國BOPET聚酯薄膜需求量占全球需求總量的33%。
  下游應(yīng)用行業(yè)主要是包裝材料、電子信息、電氣絕緣、護卡、影像膠片、熱燙印箔、太陽能應(yīng)用、光學(xué)、航空、建筑、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域。
  目前國內(nèi)廠商生產(chǎn)的聚酯薄膜最大的應(yīng)用領(lǐng)域是包裝業(yè),如食品飲料包裝、醫(yī)藥包裝,還有一部分特種功能性聚酯薄膜應(yīng)用于電子元器件、電器絕緣等高端領(lǐng)域。
  BOPP薄膜產(chǎn)業(yè)
  BOPP薄膜有“包裝皇后”的美稱,我國BOPP薄膜表觀消費量2013年為251.0萬噸,2017年已達330萬噸,5年增長了32%。
  隨著我國消費水平的不斷提高和后加工的彩印復(fù)合、復(fù)膜、鍍鋁、涂布等行業(yè)的迅猛發(fā)展,對BOPP膜的需求存在極大的市場潛力。
  BOPE薄膜產(chǎn)業(yè)
  BOPE薄膜產(chǎn)業(yè)會成為薄膜行業(yè)關(guān)注熱點,其具備如下優(yōu)點:
  較適合大批量訂單生產(chǎn)需要;
  高透明、高光澤、晶點少;
  高挺度、高拉伸強度;
  高抗穿刺強度;
  極好的低溫抗沖擊強度及抗針孔性、耐磨性、極好的低溫柔韌性;
  潤濕張力保持時間長、印刷性能好,套印精確。
  以一半厚度的BOPE替代吹材或流延CPE薄膜與BOPA或BOPET等干式復(fù)合可達到相同的熱封合強度和接近的挺度;
  而且以一半厚度的BOPE替代吹材或流延CPE薄膜與BOPA等干式復(fù)合用于冷凍包裝可大大降低破袋率。
 
  四大材料之二:3D打印材料
  目前常用的3D打印高分子材料有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯和ABS等。雖然3D打印最常見的市場材料是ABS、PLA,實際上尼龍才是應(yīng)用規(guī)模最大的材料。預(yù)計到2022年,尼龍將占據(jù)3D打印材料市場30%的市場份額。
  影響材料材料應(yīng)用于3D打印的因素主要有:打印溫度高、材料流動性差,導(dǎo)致工作環(huán)境出現(xiàn)揮發(fā)成分,打印嘴易堵,影響制品精密度;普通的材料強度較低,適應(yīng)的范圍太窄,需要對材料做增強處理;冷卻均勻性差,定型慢,易造成制品收縮和變形;缺少功能化和智能化的應(yīng)用。
  
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  全球3D打印市場(億美元)
  應(yīng)用領(lǐng)域分析
  工業(yè)領(lǐng)域未來大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用在全球3D打印市場有望迎來爆發(fā)式增長。
  
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  在工業(yè)級領(lǐng)域,3D打印經(jīng)過30年的發(fā)展,已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
  目前3D打印技術(shù)已經(jīng)在軍事、航空航天、醫(yī)療、汽車、機械設(shè)備制造及消費領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用。
  3D打印應(yīng)用于建筑,建筑承重件,汽車零部件,工業(yè)零件。產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)都聚集了一批領(lǐng)先企業(yè)。
  我國3D打印用材料發(fā)展方向
  隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)材料的性能被大幅提升,依靠材料強大的快速熔融沉積和低溫粘接特性將被廣泛應(yīng)用到3D打印制造領(lǐng)域。除了材料自身可以通過3D打印制品外,在玻璃、陶瓷、無機粉體、金屬等的3D打印都需要依靠材料的粘接性來完成。
  通過改性材料的強度被用來直接替換金屬用于各類復(fù)雜構(gòu)件,既便宜又質(zhì)輕。甚至可以替代玻璃、陶瓷等制品,從而使材料在3D制造中被廣泛應(yīng)用。
  材料可避開低強度的缺陷,向復(fù)合化、功能化發(fā)展,特別是實現(xiàn)多元材料復(fù)合、從而賦予材料特定功能。通過3D打印技術(shù)制造工藝復(fù)雜的智能材料、光電高分子材料、光熱高分子材料、光伏高分子材料、儲能高分子材料等新材料。
  3D打印因具有不需要模具、零部件的快速修復(fù)等優(yōu)點,能將中國制造業(yè)前進5-10年,3D打印堪稱是工業(yè)界的一場革命。
  四大材料之三:可降解材料
  
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  生物降解材料細分應(yīng)用領(lǐng)域(萬噸)
  預(yù)計到2020年,我國生物可降解材料產(chǎn)量將達到250萬噸?!笆濉币?guī)劃、國際碳總量法律以及生物降解材料性能提升、價格下降將為中國生物可降解材料行業(yè)帶來前所未有的發(fā)展契機。
  完全生物降解材料主要包括PLA、PHA、PBS/PBSA、PCL、PVA、PPE/PPC/PPB和小部分PSM等。生物破壞性材料主要指生物分解樹脂對傳統(tǒng)聚烯烴的改性材料,PSM中大部分屬于這類。
  生物可降解材料的開發(fā)越來越符合社會的環(huán)保理念,目前全球研發(fā)的生物降解材料品種達幾十種,但實現(xiàn)批量和工業(yè)化生產(chǎn)的僅有PSM、PLA、PBS/PBSA、PHA、PCL等。
  
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  2015-2020全球?qū)θ笊锝到獠牧闲枨罅款A(yù)測
 
  四大材料之四:新型彈性體
  丙烯基彈性體
  丙烯基彈性體是用茂金屬催化技術(shù)和溶液聚合工藝組合生產(chǎn)所得,是獨特的丙烯-乙烯半結(jié)晶共聚物,具有獨特的高彈性、柔韌性和低溫耐沖擊性,特別是和PP的相容性非常優(yōu)異。
  目前全球只有三家公司有商品化的丙烯基彈性體,牌號分別是陶氏的versify、??松梨诘膙istamaxx和三井的tafmer。
  丙烯基彈性體優(yōu)點:
  丙烯基彈性體有著手感好、高填充、止滑性佳等特點,比如埃克森美孚vistamaxx的發(fā)泡優(yōu)勢;
  VM發(fā)泡產(chǎn)品有手感好,密度好,而且又有膠感;
  具有高填充,填充量可達100phr,而EVA填充量一般在30phr,在降低成本以及做某些功能性材料具有很大的優(yōu)勢,比如做阻燃材料,就是靠填充來發(fā)揮性能的;
  可100%回收,且發(fā)泡出來的產(chǎn)品不會出現(xiàn)產(chǎn)品表面氣孔的分布性不好,而EVA發(fā)泡如果加入回收料太多(一般加入量30phr),就會出現(xiàn)密度分布不好的現(xiàn)象;
  用VM做一些比較低硬度發(fā)泡的工藝,比EVA要容易操作很多。EVA如果硬度做到10°C,相當(dāng)困難,而且一般要加入SEBS來增加軟度,而VM就很容易做到;
  抗沖擊強度的改善帶來了減薄機會,能夠減少材料使用并降低成本;
  丙烯基彈性體具有較低的熔融溫度,從而降低了加工溫度,其較高的流動速率會提升加工速度。這可以減少能源消耗并提高加工效率。其柔韌性有助于提高拉伸比,減少流痕,從而實現(xiàn)更好的產(chǎn)品質(zhì)量和更低的廢品率。由于這種彈性體的收縮率比聚丙烯低,使得生產(chǎn)工藝更易于控制,模切更準(zhǔn)確,從而改善杯子與蓋子的相配程度,有助于降低廢品率。
  丙烯基彈性體的應(yīng)用:
  食品保鮮盒領(lǐng)域無規(guī)共聚丙烯(RCP)應(yīng)用十分廣泛,但普遍存在低溫抗沖不足的問題。丙烯基彈性體應(yīng)用于聚丙烯改性,可以提高聚丙烯的韌性。在RCP中作為增韌劑,可以在提高韌性的同時保持RCP的透明度,有助于減少鉸鏈結(jié)構(gòu)的應(yīng)力發(fā)白;
  丙烯基彈性體與聚丙烯 (PP) 共混,可以實現(xiàn)更好的抗沖擊性、透明性和剛度平衡,同時還可以提高加工效率;
  可以用在無紡布、彈性膜、聚合物改性等方面,其中聚合物改性方面表現(xiàn)優(yōu)異,具體應(yīng)用案例有洗衣機座盤、食品容器蓋、加濕器水箱、塑料文具、運動水壺、拖鞋等等。
  乙烯基彈性體
  乙烯基彈性體的性能和特點:
  聚乙烯鏈結(jié)晶區(qū)(樹脂相)起物理交聯(lián)點的作用,具有典型的塑料性能,加入一定量的α-烯烴(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)后,削弱了聚乙烯鏈的結(jié)晶區(qū),形成了呈現(xiàn)橡膠彈性的無定型區(qū)(橡膠相),使產(chǎn)品又具有彈性體的性質(zhì);POE具有塑料和橡膠的雙重特性綜合性能優(yōu)異,因此POE可以看作是塑料與橡膠的橋梁產(chǎn)品。
  POE彈性體與EPDM相比,它具有熔接線強度卓越、分散性好、等量添加抗沖擊強度高、成型能力杰出的優(yōu)點;與SBR相比,它具有耐候性好、透明性高、價格低、密度小的優(yōu)點;與EVA、EMA和EEA相比,它具有密度小、透明度高、韌性好、屈撓性好等優(yōu)點;與軟PVC相比,它具有無需特殊設(shè)備、對設(shè)備腐蝕低、熱成型良好、塑性好、密度小、低溫脆性佳和經(jīng)濟性良好等特點。
  POE彈性體作為塑料增韌劑,不僅可以增韌改性與它相容的聚烯烴塑料,而且可通過過氧化物引發(fā),有效地與馬來酸酐、丙烯酸縮水甘油酯等單體發(fā)生接枝反應(yīng),所得到的接枝物廣泛用來增韌尼龍、聚酯等工程塑料。
  聚烯烴彈性體POE分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵,具有很窄的分子量分布和短支鏈結(jié)構(gòu)(短支鏈分布均勻),因而具有高彈性、高強度、高伸長率等優(yōu)異的物理機械性能和的優(yōu)異的耐低溫性能。
  窄的分子量分布使材料在注射和擠出加工過程中不宜產(chǎn)生撓曲,因而POE材料的加工性能優(yōu)異。由于POE大分子鏈的飽和結(jié)構(gòu),分子結(jié)構(gòu)中所含叔碳原子相對較少,因而具有優(yōu)異的耐熱老化和抗紫外線性能。此外有效的控制在聚合物線形短支鏈支化結(jié)構(gòu)中引入長支鏈,使材料的透明度提高,同時有效的改善了聚合物的加工流變性。
  乙烯基彈性體的應(yīng)用:
  POE可以威脅到橡膠、柔性PVC、EPDM、EPR、EMA、EVA、TPV、SBC和LDPE等材質(zhì);
  應(yīng)用于不同產(chǎn)品,如汽車擋板,柔性導(dǎo)管,輸送帶,印刷滾筒,運動鞋,電線電纜、汽車部件、耐用品、擠出件、壓模件、密封材料、管件和織物涂層等;
  也可以作為低溫抗沖改良劑來改善PP的低溫抗沖性能,同時可以作為熱塑性彈性體運用于汽車領(lǐng)域。
  
  乙烯基、丙烯基彈性體會有多牛?
 
  中國天然橡膠對外依存度己超過85%;
  正在建設(shè)超過4400萬噸/年乙烯新產(chǎn)能有了乙烯基彈性體這個潛在的好下游;
  正在建設(shè)超過4000萬噸/年丙烯新產(chǎn)能有了丙烯基彈性體這個潛在的好下游!
 
  乙烯基、丙烯基彈性體—相關(guān)技術(shù)研發(fā)迫在眉切!
  氟/硅彈性體
  氟硅橡膠是以氟硅聚合物為主體的配方組成,氟硅聚合物主鏈中含多個硅氧基團(-Si-O-),其無毒、耐高低溫!可做成熱塑性彈性體。
  氟橡膠--“橡膠之王”:具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性,是目前所有彈性體中最好的;耐高溫性能極佳、具有極好的耐天候老化性能和耐臭氧性能、真空性能和機械性能優(yōu)良等--彈性體中綜合性能極佳的品種。幾個小缺點:比如低溫性能不好、耐輻射性能也差等。
  新材料產(chǎn)業(yè)的五大聚焦
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  五大聚焦之一:結(jié)構(gòu)化材料
  具有量身定制的材料特性和響應(yīng),使用結(jié)構(gòu)化材料進行輕量化,可以提高能效、有效負載能力和生命周期性能以及生活質(zhì)量。
  未來的研究方向包括開發(fā)用于解耦和獨立優(yōu)化特性的穩(wěn)健方法,創(chuàng)建結(jié)構(gòu)化多材料系統(tǒng)等。
  不希望新材料被理解在化學(xué)層面,而應(yīng)該在物理性能層面最大化用好它。
  五大聚焦之二:能源材料
  研究發(fā)展方向包括:
  持續(xù)研發(fā)非晶硅、有機光伏、鈣鈦礦材料等太陽能轉(zhuǎn)換為電能的材料,開發(fā)新的發(fā)光材料,研發(fā)低功耗電子器件,開發(fā)用于電阻切換的新材料以促進神經(jīng)形態(tài)計算發(fā)展。
  日本岡山大學(xué)的研究人員最近開發(fā)出一種利用氧化鐵化合物制成的新型太陽能電池。該太陽能電池的吸光率是以往硅酮制太陽能電池的100多倍。
  催化材料的研究方向:
  改良催化材料的理論預(yù)測,高催化性能無機核/殼納米顆粒的合成,高效催化劑適合工業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用的可擴展合成方案,催化反應(yīng)中助催化劑在活性位場上的選擇性沉積,二維材料催化劑的研究。
  五大聚焦之三:極端環(huán)境材料
  極端環(huán)境材料是指在各種極端操作環(huán)境下能符合條件地運行的高性能材料。
  研究方向包括:
  基于科學(xué)的設(shè)計開發(fā)下一代極端環(huán)境材料,如利用對材料中與溫度相關(guān)的納米級變形機制的理解來改進合金的設(shè)計,利用對腐蝕機理的科學(xué)理解來設(shè)計新的耐腐蝕材料;
  理解極端條件下材料性能極限和基本退化機理。
  五大聚焦之四:碳捕集和儲存的材料
  碳捕集和儲存的材料包括:基于溶劑、吸附劑和膜材料的碳捕集,金屬有機框架等新型碳捕集材料,電化學(xué)捕集,通過地質(zhì)材料進行碳封存。
  潔凈水的材料問題涉及膜、吸附劑、催化劑和地下地質(zhì)構(gòu)造中的界面材料科學(xué)現(xiàn)象,需要開發(fā)新材料、新表征方法和新界面化學(xué)品。
  可再生能源儲存方面的材料研究基于:
  研發(fā)多價離子導(dǎo)體和新的電池材料以提高鋰離子電池能量密度,研發(fā)高能量密度儲氫的新材料以實現(xiàn)水分解/燃料電池能量系統(tǒng)。
  五大聚焦之五:納米材料
  
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  納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料,這大約相當(dāng)于10~100個原子緊密排列在一起的尺度。
  由于納米微粒的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等使得它們在磁、光、電、敏感等方面呈現(xiàn)常規(guī)材料不具備的特性。因此納米微粒在磁性材料、電子材料、光學(xué)材料、高致密度材料的燒結(jié)、催化、傳感、陶瓷增韌等方面有廣闊的應(yīng)用前景。
  二維三維納米材料-電極材料、電化學(xué)儲能。
  我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
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  歐美及我國化工企業(yè)類型占比
  1=精細化工和新材料型多元化工企業(yè)
  2=傳統(tǒng)石化油氣和基礎(chǔ)化工類企業(yè)
  3=其他類企業(yè)
  目前我國傳統(tǒng)石化油氣和基礎(chǔ)化工類企業(yè),巨額投資正熱火朝天,千億級投資項目集群有好幾個,百億級投資項目己“數(shù)不過來”。但是收益正急劇下滑,越來越多基礎(chǔ)化工類產(chǎn)品市場價暴跌,例如TDI、乙二醇、甲醇、MMA;連仍依賴進口的PC、PMMA、PA66都不例外。
  因此,必須對新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有足夠的重視,否則,實體經(jīng)濟不會有強大的競爭力!
  首先,工業(yè)消費級企業(yè)應(yīng)推動中國化工新材料發(fā)展,他們的參與和支持是關(guān)鍵。
  軌道交通(高鐵、動車、地鐵)—幾乎全由中車集團生產(chǎn);
  中船集團壟斷了中國造船業(yè)—世界前三;
  格力、美的、海爾等均是世界級家電巨頭;
  全球規(guī)模第一的汽車制造業(yè);
  全球最大消費級電子產(chǎn)品(手機、pad、電腦)生產(chǎn)基地、消費市場;
  還有蘭月亮、立白等日化大佬。
  其次,通過對應(yīng)用的理解--推動化工新材料發(fā)展
  有機氟材料
  含有氟元素的碳氫化合物
  有機硅材料
  耐高低溫、電絕緣、耐候(光、放射性、臭氧)、無毒、阻燃、抗氧化等優(yōu)良特性
  工程、改性材料
  被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用材料。
  高性能纖維
  碳纖維、芳綸纖維、超高分子聚乙烯纖維
  電子化學(xué)材料—在微電子、光電子技術(shù)和新型元器件基礎(chǔ)三大類產(chǎn)品領(lǐng)域中所用的材料,主要包括:
  單晶硅為代表的半導(dǎo)體微電子材料;
  激光晶體為代表的光電子材料;
  介質(zhì)陶瓷和熱敏陶瓷為代表的電子陶瓷材料;
  釹鐵硼永磁材料為代表的磁性材料;
  光纖通信材料;
  磁存儲和光盤存儲為主的數(shù)據(jù)存儲材料;
  壓電晶體與薄膜材料;
  貯氫材料和鋰離子嵌入材料為代表的綠色電池材料等。

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