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材料是人類(lèi)一切生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ),歷來(lái)是生產(chǎn)力的標(biāo)志,對(duì)材料的認(rèn)識(shí)和利用的能力,決定社會(huì)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。
我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
幾乎所有的新材料我國(guó)都能夠生產(chǎn)并且正在生產(chǎn),包括:
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……..
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(zhuān)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。
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)。
氨綸、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維….。
因此,嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō),強(qiáng)大的下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)給我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的推動(dòng)力。
(1)國(guó)家發(fā)展改革委、商務(wù)部發(fā)布《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄(2019年版)》,重點(diǎn)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(duì) 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(guó)家發(fā)改委《增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》重點(diǎn)化工新材料關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)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;聚芳酰胺;聚芳醚;熱致液晶聚合物;新型可降解塑料等。
(3)中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)《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(shù)脂專(zhuān)用料、工程塑料、新型功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料和先進(jìn)復(fù)合材料為發(fā)展重點(diǎn),開(kāi)發(fā)工程塑料、改性樹(shù)脂、高端熱固性樹(shù)脂及其樹(shù)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(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)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(diǎn)工作指導(dǎo):開(kāi)發(fā)5G通信基站用核心覆銅板用樹(shù)脂材料(LCP、PI、環(huán)氧樹(shù)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(guó)新材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策規(guī)劃,還包括:
我國(guó)幾十年來(lái)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(guò)程所、寧波院、上海有機(jī)所、大化所、蘭化所、應(yīng)化所、煤化所…等,為我國(guó)科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全做出了不可替代的重要貢獻(xiàn)。
按照材料劃分,包括以下成熟的研發(fā)機(jī)構(gòu)體系:
此外,還有大量大企業(yè)的研發(fā)中心,對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用的研究及配套的檢測(cè)儀器設(shè)備很多達(dá)世界領(lǐng)先水平。
我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)與國(guó)外差距主要在高品質(zhì)的新材料。
我國(guó)缺乏超前的研發(fā)優(yōu)勢(shì)和研發(fā)成果的實(shí)用化開(kāi)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(zhuān)利繞不開(kāi)
我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)達(dá)國(guó)家均全力發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè),例如美國(guó)將新材料稱(chēng)之為“科技發(fā)展的骨肉”,我國(guó)新材料發(fā)展也將由原材料、基礎(chǔ)化工材料逐步過(guò)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。
1.千億級(jí)風(fēng)口
千億級(jí)風(fēng)口主要是高性?xún)r(jià)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(wàn)億級(jí)風(fēng)口
萬(wàn)億級(jí)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(yáng)能光伏、可再生能源、儲(chǔ)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(lèi)等)、3D打印新材料、結(jié)構(gòu)化材料、以及輕量化、節(jié)能材料。
新材料產(chǎn)業(yè)的三個(gè)熱點(diǎn)
★ 三大熱點(diǎn)之一:芳綸、PI和PA
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(guó)產(chǎn)化浪潮已近。
電子級(jí)以下PI薄膜已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自給自足,電子級(jí)及以上PI薄膜市場(chǎng)仍主要由海外公司瓜分。
隨著國(guó)內(nèi)化學(xué)亞胺法生產(chǎn)線(xiàn)的逐漸落地,國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商將參與分享高端市場(chǎng)近百億市場(chǎng)。未來(lái)隨著FCCL市場(chǎng)保持高增速,以及OLED快速普及對(duì)柔性襯底需求的提升,高端電子級(jí)PI薄膜市場(chǎng)將處于快速擴(kuò)張期。
PI纖維
扎根軍用市場(chǎng),民用市場(chǎng)開(kāi)發(fā)提速。PI纖維耐熱性能、機(jī)械性能優(yōu)異,是航空航天和軍用飛機(jī)等重要領(lǐng)域的核心配件材料,其在軍用市場(chǎng)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(lái)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(lán)海”時(shí)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(guó)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(lái)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(jī)葉片,直升機(jī)葉片,航空航天等領(lǐng)域中,其對(duì)于PET泡沫的替代趨勢(shì)明確,市場(chǎng)空間廣闊。
PI基復(fù)合材料
輕量化是大趨勢(shì),主打高端市場(chǎng)。纖維增強(qiáng)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(shù)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(qiáng)復(fù)合材料需求增長(zhǎng)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(chǎng)方面優(yōu)勢(shì)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(wú)需涂覆光阻隔劑,能大幅縮減加工工序。同時(shí)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(xiàn)屏蔽材料、層間絕緣材料、晶片封裝材料等,同時(shí)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。
★ 三大熱點(diǎn)之二:電子化學(xué)品
★ 三大熱點(diǎn)之三:輕量化、節(jié)能材料
★四大材料之一:薄膜
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(guó)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(duì)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(zhuān)用切片及母料)、配方設(shè)計(jì),裝備及工藝控制等方面難以同國(guó)際巨頭抗衡,這些都制約了我國(guó)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(dòng)。
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(jī)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(lèi)食品。
預(yù)計(jì)在未來(lái)的幾年里,中國(guó)軟包裝和BOPA薄膜市場(chǎng)將繼續(xù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),且海外市場(chǎng)會(huì)成為另一新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
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(yù)為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦筒牧现弧?/span>
我國(guó)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(hù)卡、影像膠片、熱燙印箔、太陽(yáng)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(guó)內(nèi)廠(chǎng)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(chēng),我國(guó)BOPP薄膜表觀(guān)消費(fèi)量2013年為251.0萬(wàn)噸,2017年已達(dá)330萬(wàn)噸,5年增長(zhǎng)了32%。
隨著我國(guó)消費(fèi)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(duì)BOPP膜的需求存在極大的市場(chǎng)潛力。
BOPE薄膜產(chǎn)業(yè)
BOPE薄膜產(chǎn)業(yè)會(huì)成為薄膜行業(yè)關(guān)注熱點(diǎn),其具備如下優(yōu)點(diǎn):
較適合大批量訂單生產(chǎn)需要;
高透明、高光澤、晶點(diǎn)少;
高挺度、高拉伸強(qiáng)度;
高抗穿刺強(qiáng)度;
極好的低溫抗沖擊強(qiáng)度及抗針孔性、耐磨性、極好的低溫柔韌性;
潤(rùn)濕張力保持時(shí)間長(zhǎng)、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(dá)到相同的熱封合強(qiáng)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
在工業(yè)級(jí)領(lǐng)域,3D打印經(jīng)過(guò)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(chē)、機(jī)械設(shè)備制造及消費(fèi)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(chē)零部件,工業(yè)零件。產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都聚集了一批領(lǐng)先企業(yè)。
通過(guò)改性材料的強(qiáng)度被用來(lái)直接替換金屬用于各類(lèi)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。
★四大材料之三:可降解材料
預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)生物可降解材料產(chǎn)量將達(dá)到250萬(wàn)噸。“十三五”規(guī)劃、國(guó)際碳總量法律以及生物降解材料性能提升、價(jià)格下降將為中國(guó)生物可降解材料行業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展契機(jī)。
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(shù)脂對(duì)傳統(tǒng)聚烯烴的改性材料,PSM中大部分屬于這類(lèi)。
生物可降解材料的開(kāi)發(fā)越來(lái)越符合社會(huì)的環(huán)保理念,目前全球研發(fā)的生物降解材料品種達(dá)幾十種,但實(shí)現(xiàn)批量和工業(yè)化生產(chǎn)的僅有PSM、PLA、PBS/PBSA、PHA、PCL等。
★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(dú)特的丙烯-乙烯半結(jié)晶共聚物,具有獨(dú)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(hào)分別是陶氏的versify、埃克森美孚的vistamaxx和三井的tafmer。
丙烯基彈性體優(yōu)點(diǎn):
丙烯基彈性體有著手感好、高填充、止滑性佳等特點(diǎn),比如埃克森美孚vistamaxx的發(fā)泡優(yōu)勢(shì);
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(dá)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(shì),比如做阻燃材料,就是靠填充來(lái)發(fā)揮性能的;
可100%回收,且發(fā)泡出來(lái)的產(chǎn)品不會(huì)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(huì)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(lái)增加軟度,而VM就很容易做到;
抗沖擊強(qiáng)度的改善帶來(lái)了減薄機(jī)會(huì),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(dòng)速率會(huì)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(shí)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(wú)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(wèn)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(shí)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(shí)現(xiàn)更好的抗沖擊性、透明性和剛度平衡,同時(shí)還可以提高加工效率;
可以用在無(wú)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(jī)座盤(pán)、食品容器蓋、加濕器水箱、塑料文具、運(yùn)動(dòng)水壺、拖鞋等等。
乙烯基彈性體
乙烯基彈性體的性能和特點(diǎn):
聚乙烯鏈結(jié)晶區(qū)(樹(shù)脂相)起物理交聯(lián)點(diǎn)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(wú)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(xiàn)強(qiáng)度卓越、分散性好、等量添加抗沖擊強(qiáng)度高、成型能力杰出的優(yōu)點(diǎn);與SBR相比,它具有耐候性好、透明性高、價(jià)格低、密度小的優(yōu)點(diǎn);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(diǎn);與軟PVC相比,它具有無(wú)需特殊設(shè)備、對(duì)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(jì)性良好等特點(diǎn)。
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(guò)過(guò)氧化物引發(fā),有效地與馬來(lái)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(lái)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(méi)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(qiáng)度、高伸長(zhǎng)率等優(yōu)異的物理機(jī)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(guò)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(duì)較少,因而具有優(yōu)異的耐熱老化和抗紫外線(xiàn)性能。此外有效的控制在聚合物線(xiàn)形短支鏈支化結(jié)構(gòu)中引入長(zhǎng)支鏈,使材料的透明度提高,同時(shí)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(chē)擋板,柔性導(dǎo)管,輸送帶,印刷滾筒,運(yùn)動(dòng)鞋,電線(xiàn)電纜、汽車(chē)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(lái)改善PP的低溫抗沖性能,同時(shí)可以作為熱塑性彈性體運(yùn)用于汽車(chē)領(lǐng)域。
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(gè)硅氧基團(tuán)(-Si-O-),其無(wú)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(jī)械性能優(yōu)良等--彈性體中綜合性能極佳的品種。幾個(gè)小缺點(diǎn):比如低溫性能不好、耐輻射性能也差等。
★ 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(jìn)行輕量化,可以提高能效、有效負(fù)載能力和生命周期性能以及生活質(zhì)量。
未來(lái)的研究方向包括開(kāi)發(fā)用于解耦和獨(dú)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(jī)光伏、鈣鈦礦材料等太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的材料,開(kāi)發(fā)新的發(fā)光材料,研發(fā)低功耗電子器件,開(kāi)發(fā)用于電阻切換的新材料以促進(jìn)神經(jīng)形態(tài)計(jì)算發(fā)展。
日本岡山大學(xué)的研究人員最近開(kāi)發(fā)出一種利用氧化鐵化合物制成的新型太陽(yáng)能電池。該太陽(yáng)能電池的吸光率是以往硅酮制太陽(yáng)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(cè),高催化性能無(wú)機(jī)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(kuò)展合成方案,催化反應(yīng)中助催化劑在活性位場(chǎng)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(yùn)行的高性能材料。
研究方向包括:
基于科學(xué)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)下一代極端環(huán)境材料,如利用對(duì)材料中與溫度相關(guān)的納米級(jí)變形機(jī)制的理解來(lái)改進(jìn)合金的設(shè)計(jì),利用對(duì)腐蝕機(jī)理的科學(xué)理解來(lái)設(shè)計(jì)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(jī)理。
★五大聚焦之四:碳捕集和儲(chǔ)存的材料
碳捕集和儲(chǔ)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(jī)框架等新型碳捕集材料,電化學(xué)捕集,通過(guò)地質(zhì)材料進(jìn)行碳封存。
潔凈水的材料問(wèn)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(kāi)發(fā)新材料、新表征方法和新界面化學(xué)品。
可再生能源儲(chǔ)存方面的材料研究基于:
研發(fā)多價(jià)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(chǔ)氫的新材料以實(shí)現(xiàn)水分解/燃料電池能量系統(tǒng)。
★五大聚焦之五:納米材料
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(gè)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(guān)量子隧道效應(yīng)等使得它們?cè)诖拧⒐狻㈦姟⒚舾械确矫娉尸F(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(chǔ)能。
目前我國(guó)傳統(tǒng)石化油氣和基礎(chǔ)化工類(lèi)企業(yè),巨額投資正熱火朝天,千億級(jí)投資項(xiàng)目集群有好幾個(gè),百億級(jí)投資項(xiàng)目己“數(shù)不過(guò)來(lái)”。但是收益正急劇下滑,越來(lái)越多基礎(chǔ)化工類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)暴跌,例如TDI、乙二醇、甲醇、MMA;連仍依賴(lài)進(jìn)口的PC、PMMA、PA66都不例外。
因此,必須對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有足夠的重視,否則,實(shí)體經(jīng)濟(jì)不會(huì)有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力!
首先,工業(yè)消費(fèi)級(jí)企業(yè)應(yīng)推動(dòng)中國(guó)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(dòng)車(chē)、地鐵)—幾乎全由中車(chē)集團(tuán)生產(chǎn);
中船集團(tuán)壟斷了中國(guó)造船業(yè)—世界前三;
格力、美的、海爾等均是世界級(jí)家電巨頭;
全球規(guī)模第一的汽車(chē)制造業(yè);
全球最大消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品(手機(jī)、pad、電腦)生產(chǎn)基地、消費(fèi)市場(chǎng);
還有蘭月亮、立白等日化大佬。
其次,通過(guò)對(duì)應(yīng)用的理解--推動(dòng)化工新材料發(fā)展
有機(jī)氟材料
含有氟元素的碳?xì)浠衔?/span>
有機(jī)硅材料
耐高低溫、電絕緣、耐候(光、放射性、臭氧)、無(wú)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(lèi)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(chǔ)和光盤(pán)存儲(chǔ)為主的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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。
四川蜀泰化工科技有限公司
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