中國石油和化學工業(yè)聯合會日前發(fā)布的《2024年度石化產品產能預警報告》(以下簡稱《報告》)顯示,當前我國化工新材料自給率約80%,不少產品仍需進口滿足國內需求,如工程塑料、功能性膜材料、電子化學品自給率不足80%,聚烯烴、纖維自給率不足60%。????《報告》指出,2023年,我國進口合成樹脂2854.1萬噸,進口貿易額429.6億美元,這些產品中不少都是品種和牌號,部分產品我國還無法生產;進口聚乙烯高達1344萬噸,茂金屬聚烯烴、分子量聚乙烯等聚烯烴仍依賴進口;進口聚碳酸酯104.2萬噸、乙烯—乙酸乙烯酯(EVA)共聚物13.9萬噸、乙烯—α—烯烴共聚物86萬噸、聚異丁烯8.7萬噸、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)18.2萬噸、聚甲醛33萬噸,這些產品我國雖然已經可以生產,但部分品種性能與國外仍有差距,仍需依賴進口。
“未來新建項目應加快化延伸,探索有特色、有競爭力的化發(fā)展路徑。推進聚乙烯、聚丙烯等大宗合成材料產品牌號及質量化升級,推進溶聚丁苯橡膠、稀土順丁橡膠、低順順丁橡膠、鹵化丁基橡膠等依賴進口的品種生產技術提升和產業(yè)化,滿足國內消費結構不斷升級的需要?!敝袊秃突瘜W工業(yè)聯合會副會長孫偉善指出,“要加快化工新材料和化學品創(chuàng)新發(fā)展,主要集中在三個方向:一是加快國內空白品種的產業(yè)化,并提高國內已有品種的質量水平;二是突破上游關鍵配套原料的供應瓶頸;三是延伸發(fā)展下游制品并加快化工新材料和化學品在新領域的推廣應用。”
化工新材料行業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè),其產品是國民經濟中其它大部分行業(yè)的材料,所以化工產品的消費者屬于組織市場中的生產者市場,即許多化工消費者購買化工產品是用于制造其它產品,然后再面向單個消費者。
從化工產品在消費市場中所處的位臵可知,化工行業(yè)受社會環(huán)境中的社會結構、社會風格、文化習慣、宗教信仰等因素的影響很小。但同時,由于化工行業(yè)處于消費市場的中間產品部分,又受到下游行業(yè)消費市場的影響。通過下游行業(yè)的信息回饋,社會環(huán)境中的消費習慣,環(huán)保節(jié)能價值觀等因素也會影響到化工行業(yè)的發(fā)展。
隨著社會經濟水平的升高,普通消費者的消費習慣也在跟著改變。終端消費者對產品的質量、檔次等有了更高要求,這些變化都會影響到化工行業(yè)產品的改變。總之,消費習慣的改變,主要是要求化工行業(yè)提供性能更為優(yōu)良的產品,這也就會加快行業(yè)的結構調整,產品升級換代。
當前世界新材料產業(yè)的發(fā)展方向主要集中于生物醫(yī)用材料、新能源材料、航空航天材料、生態(tài)環(huán)境材料、納米材料、超導材料等領域,在發(fā)展高新技術、改造和提升傳統產業(yè)、增強綜合國力和實力等方面起著越來越重要的作用。
為推動新材料產業(yè)的發(fā)展,相關政策更是密集發(fā)布。
2010年10月,發(fā)布了《關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》,將包括新材料產業(yè)在內的七個產業(yè)領域列為戰(zhàn)略性新興產業(yè),提出要以我國在納米、超導、稀土等材料科學技術研究方面的優(yōu)勢為基礎,以滿足國家重大工程建設和產業(yè)結構升級為目標,鞏固學科研究優(yōu)勢,大力發(fā)展新材料制備技術和裝備,大力推進新型材料產業(yè)化,大力推進大宗材料規(guī)模化生產應用。
2012年12月,工業(yè)和信息化部出臺《新材料產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,提出了六大領域、20個發(fā)展方向,從研發(fā)、產業(yè)化和市場應用等環(huán)節(jié)對每一個的發(fā)展途徑、發(fā)展方向、主要產品、關鍵應用等進行了詳細安排。
2015年5月8日,正式印發(fā)《中國制造2025》,新材料作為“中國制造2025”
規(guī)劃鎖定的領域之一,迎來更強勁的發(fā)展機遇。
辦公廳今年2月18日發(fā)布的《關于加快眾創(chuàng)空間發(fā)展服務實體經濟轉型升級的指導意見》提出,在制造業(yè)、現代服務業(yè)等產業(yè)領域強化企業(yè)、科研機構和高校的協同創(chuàng)新,加快建設一批眾創(chuàng)空間。新材料作為該《意見》涵蓋的產業(yè)之一赫然在列。
能源材料主要有太陽能電池材料、儲氫材料、固體氧化物電池材料等。
太陽能電池材料是新能源材料,IBM公司研制的多層復合太陽能電池,轉換率高達40%。
氫是、的理想能源,氫的利用關鍵是氫的儲存與運輸,美國能源部在全部氫能研究經費中,大約有50%用于儲氫技術。氫對一般材料會產生腐蝕,造成氫脆及其滲漏,在運輸中也易爆炸,儲氫材料的儲氫方式是能與氫結合形成氫化物,當需要時加熱放氫,放完后又可以繼續(xù)充氫的材料。儲氫材料多為金屬化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。
固體氧化物燃料電池的研究十分活躍,關鍵是電池材料,如固體電解質薄膜和電池陰極材料,還有質子交換膜型燃料電池用的有機質子交換膜等。
物化性能 納米顆粒的熔點和晶化溫度比常規(guī)粉末低得多,這是由于納米顆粒的表面能高、活性大,熔化時消耗的能量少,如一般鉛的熔點為600K,而20nm的鉛微粒熔點低于288K;納米金屬微粒在低溫下呈現電絕緣性;鈉米微粒具有的吸光性,因此各種納米微粒粉末幾乎都呈黑色;納米材料具有奇異的磁性,主要表現在不同粒徑的納米微粒具有不同的磁性能,當微粒的尺寸某一臨界尺寸時,呈現出高的矯頑力,而低于某一尺寸時,矯頑力很小,例如,粒徑為85nm的鎳粒,矯頑力很高,而粒徑小于15nm的鎳微粒矯頑力接近于零;納米顆粒具有大的比表面積,其表面化學活性遠大于正常粉末,因此原來化學惰性的金屬鉑制成納米微粒(鉑黑)后卻變?yōu)榛钚缘拇呋瘎?br />
擴散及燒結性能 納米結構材料的擴散率是普通狀態(tài)下晶格擴散率的1014~1020倍,是晶界擴散率的102~104倍,因此納米結構材料可以在較低的溫度下進行有效的摻雜,可以在較低的溫度下使不混溶金屬形成新的合金相。擴散能力提高的另一個結果是可以使納米結構材料的燒結溫度大大降低,因此在較低溫度下燒結就能達到致密化的目的。
力學性能 納米材料與普通材料相比,力學性能有顯著的變化,一些材料的強度和硬度成倍地提高;納米材料還表現出超塑性狀態(tài),即斷裂前產生很大的伸長量。
新材料技術是按照人的意志,通過物理研究、 材料設計、材料加工、試驗評價等一系列研究過程,創(chuàng)造出能滿足各種需要的新型材料的技術。新材料按材料的屬性劃分,有金屬材料、無機非金屬材料(如陶瓷、砷化鎵半導體等)、有機高分子材料、復合材料四大類。按材料的使用性能性能分,有結構材料和功能材料。結構材料主要是利用材料的力學和理化性能,以滿足高強度、高剛度、高 硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求。隱身材料能吸收電磁波或降低武器裝備的紅外輻射,使敵方探測系統難以發(fā)現, 新材料技術被稱為“發(fā)明之母”和“產業(yè)糧食”。
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