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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(shì)

【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(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。

新材料“十四五規(guī)劃”前瞻——中國新材料發(fā)展趨勢(shì)

【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(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。

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(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。
　　
1
 
　　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
　　
1
 
　　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(qiáng)大的應(yīng)用支撐我國新材料的發(fā)展
　　
1
 
　　我國擁有龐大的工業(yè)用戶;
　　龐大的造船大國、強(qiáng)國;
　　世界最大的手機(jī)生產(chǎn)國;
　　汽車產(chǎn)銷量第一的國家;
　　地鐵、動(dòng)車和高鐵質(zhì)量和數(shù)量第一的國家;
　　冰箱、洗衣機(jī)等白電全球產(chǎn)量第一的國家;
　　因此，嚴(yán)格意義上來說，強(qiáng)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(dòng)力。
　　(三)
　　政策推動(dòng)我國新材料的發(fā)展
　　
1
 
　　(1)國家發(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(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(jìn)復(fù)合材料為發(fā)展重點(diǎn)，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(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(diǎn)方向。
　　(四)
　　應(yīng)用研發(fā)體系成為新材料發(fā)展利器
　　
1
 
　　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(jī)所、大化所、蘭化所、應(yīng)化所、煤化所…等，為我國科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國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：
　　
1
 
　　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。
　　(五)
　　與國外新材料的差距
　　
1
 
　　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(shì)和研發(fā)成果的實(shí)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(shì)
　　發(fā)達(dá)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
　　
1
 
　　1.千億級(jí)風(fēng)口
　　千億級(jí)風(fēng)口主要是高性價(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)。
　　2.萬億級(jí)風(fēng)口
　　萬億級(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(jí)印鈔機(jī)?
　　新材料產(chǎn)業(yè)的三個(gè)熱點(diǎn)
　　1
　　三大熱點(diǎn)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。
　　
1
 
　　芳綸產(chǎn)品的特點(diǎn)是門檻高，國內(nèi)企業(yè)少，國產(chǎn)化替代趨勢(shì)明顯，目前行業(yè)上升趨勢(shì)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(jìn)入市場(chǎng)需要做安全認(rèn)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(duì)位芳綸處于近平衡狀態(tài)，國內(nèi)對(duì)位芳綸80%依賴進(jìn)口。從全球來看，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的增加，對(duì)位芳綸需求將逐漸增加，預(yù)計(jì)未來5年全球?qū)ξ环季]的需求量將達(dá)到15萬噸左右。按照每年增速10%計(jì)算，2020年我國對(duì)位芳綸的需求量將達(dá)到13000噸，2025年對(duì)位芳綸的需求量將達(dá)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(jī)高分子材料之一。其耐高溫達(dá)400℃以上 ，長期使用溫度范圍-200～300℃，部分無明顯熔點(diǎn)，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。
　　
1
 
　　電子級(jí)以下PI薄膜已實(shí)現(xiàn)國產(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(chǎng)近百億市場(chǎng)。未來隨著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)?！睍r(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(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。
　　? 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(chǎng)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(chǎng)不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)中國在未來幾年里對(duì)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(chǎng)對(duì)尼龍的需求有望達(dá)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(dá)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(chǎng)需求潛力巨大，除了440億雙鞋/年的底材需求，還有對(duì)聚氨酯軟泡、塑膠跑道材料的替代。
　　
　　三大熱點(diǎn)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(xì)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(jì)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(jìng)相將電子化學(xué)品業(yè)務(wù)重點(diǎn)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(shì)明顯，電子化學(xué)品產(chǎn)能向國內(nèi)轉(zhuǎn)移已成為大勢(shì)所趨。
　　
　　三大熱點(diǎn)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(tuán)隊(duì)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(shí)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(gè)數(shù)量級(jí)的能耗，并減少2個(gè)數(shù)量級(jí)的工時(shí)。
　　碳纖維——在追求高性能的同時(shí)、輕量化。
　　新材料產(chǎn)業(yè)的四大材料
　　2
　
　　四大材料之一：薄膜
　　材料薄膜市場(chǎng)
　　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(dá)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(shì)。
　　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(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(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、休閑類食品。
　　預(yù)計(jì)在未來的幾年里，中國軟包裝和BOPA薄膜市場(chǎng)將繼續(xù)呈現(xiàn)增長態(tài)勢(shì)，且海外市場(chǎng)會(huì)成為另一新的增長點(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(fèi)量2013年為251.0萬噸，2017年已達(dá)330萬噸，5年增長了32%。
　　隨著我國消費(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;
　　潤濕張力保持時(shí)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(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
　　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(chǎng)材料是ABS、PLA，實(shí)際上尼龍才是應(yīng)用規(guī)模最大的材料。預(yù)計(jì)到2022年，尼龍將占據(jù)3D打印材料市場(chǎng)30%的市場(chǎng)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(dòng)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(qiáng)度較低，適應(yīng)的范圍太窄，需要對(duì)材料做增強(qiáng)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。
　　
1
 
　　全球3D打印市場(chǎng)(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(chǎng)有望迎來爆發(fā)式增長。
　　
1
 
　　在工業(yè)級(jí)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(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)。
　　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(qiáng)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)度的缺陷，向復(fù)合化、功能化發(fā)展，特別是實(shí)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(chǔ)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(diǎn)，能將中國制造業(yè)前進(jìn)5-10年，3D打印堪稱是工業(yè)界的一場(chǎng)革命。
　　四大材料之三：可降解材料
　　
1
 
　　生物降解材料細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域(萬噸)
　　預(yù)計(jì)到2020年，我國生物可降解材料產(chǎn)量將達(dá)到250萬噸。“十三五”規(guī)劃、國際碳總量法律以及生物降解材料性能提升、價(jià)格下降將為中國生物可降解材料行業(yè)帶來前所未有的發(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脂對(duì)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(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。
　　
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　　2015-2020全球?qū)θ笊锝到獠牧闲枨罅款A(yù)測(cè)
 
　　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、?？松梨诘膙istamaxx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，就是靠填充來發(fā)揮性能的;
　　可100%回收，且發(fā)泡出來的產(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來增加軟度，而VM就很容易做到;
　　抗沖擊強(qiáng)度的改善帶來了減薄機(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(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、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(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(qiáng)度、高伸長率等優(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(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，如汽車擋板，柔性導(dǎo)管，輸送帶，印刷滾筒，運(yùn)動(dòng)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(shí)可以作為熱塑性彈性體運(yùn)用于汽車領(lǐng)域。
　　
　　乙烯基、丙烯基彈性體會(huì)有多牛?
 
　　中國天然橡膠對(duì)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(gè)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(gè)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(gè)硅氧基團(tuán)(-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(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。
　　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(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。
　　未來的研究方向包括開發(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(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(cè)，高催化性能無機(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，通過地質(zhì)材料進(jìn)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(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
　　
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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(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)和宏觀量子隧道效應(yīng)等使得它們?cè)诖?、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(chǔ)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(xì)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(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(chǎng)價(jià)暴跌,例如TDI、乙二醇、甲醇、MMA;連仍依賴進(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、地鐵)—幾乎全由中車集團(tuán)生產(chǎn);
　　中船集團(tuán)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(jí)家電巨頭;
　　全球規(guī)模第一的汽車制造業(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(chǔ)和光盤存儲(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。

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