第六篇 节能减排-2 新型化工材料-2.doc

新型化工材料6.2.1 序言新型化工材料，也称之为化工新材料，大多是指以石油化工原料合成的新型有机高分子聚合物材料，按新材料的界定范围，化工新材料应是指已经形成的、或是正在发展中的具有传统化工材料所不具备的优异性能或某种特殊功能的新型化工材料。同传统化工材料一样，化工新型材料的产品系列可分为工程塑料、工业橡胶、合成纤维以及以流体状态提供的涂料、油漆、合成树脂、胶粘剂等。此外，新型化工材料还应包括由两种不同材料复合而成的一类新型材料即复合材料，如碳纤维、玻璃纤维增强的复合材料。在这些产品系列中，因化学组份不同，又可进一步分成不同的产品类型，如工程塑料则包括聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚丙乙烯（PPE）和热塑性聚酯树脂（PBT）等广泛应用的五大工程塑料；非通用合成树脂则有聚氨脂（PU）、不饱和树脂、酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、非纤PET、PMMA等；合成纤维包括PAN基碳纤维、芳纶、PBO纤维、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）等高性能纤维以及有机硅材料和有机氟材料(PT-FE)等。随着新材料技术的不断发展，一些具有高新技术特色的新材料如纳米化工材料、高性能功能高分子材料等也在加入到新型化工材料的大家族。作为新材料产业的重要组成部分，化工新材料是化学工业中最具活力和发展潜力的新领域。产品广泛应用于信息、能源、生物、航空航天、环境、汽车与交通运输以及石化等众多领域。对国民经济和高新技术产业起着重要的支撑作用。由于化工新材料种类繁多，涉及面广，而且目前尚无统一的界定范围，因此本文仅就工程塑料、合成树脂、合成纤维及复合材料、以及有机硅材料和有机氟材料(PT-FE)等进行介绍。 化工新材料的总体发展趋势是高性能化、多功能化、低成本化、工艺无害化、装置大型化、创新持续化。随着催化剂技术、生物技术、纳米技术、组合化学技术的发展，增强了技术人员对于微观化学合成领域的控制能力，使得化工新材料新产品的合成更为灵活，速度不断加快，效率也大为提高。专用性、功能性产品日益成为化工新材料领域中发展最快、研究最活跃的领域。化工新材料由于涉及面广，与下游应用结合紧密，因而成为边缘学科活跃的领域。如纳米技术与材料技术的结合，生物技术、医疗技术与材料技术的结合，膜材料技术与过程控制的结合等等为新学科的不断涌现提供了机会。从产业发展的角度看，同传统化工材料相比，新型化工材料具有以下特点： 性能优异。新化工材料着重提高材料的性能和多功能的开发，产品更新和性能改进进展迅速，而质量或体积能得到有效控制。如在高性能结构材料方面，轻质、高强是体现出巨大的优势。如碳纤维就是一种非常轻而又非常坚韧的新材料，而碳纤维复合材料的强度/密度性能远远优于传统的钢、铝等合金， 在高端制造业发展迅速。 技术壁垒高。化工新材料的技术壁垒普遍较高，目前国内主要依赖进口相关产品或者对进口技术进行消化吸收并创新。比如MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）行业，具有明显的“寡头”性质。目前，世界上真正掌握MDI核心技术的只有8家公司，均为诸如巴斯夫、拜耳等国际知名的化工企业，国内只有烟台万华掌握了此项技术。 产品附加值高。化工新材料产品的附加值普遍较高，相关企业的盈利能力强。比如有机硅行业，最近几年的行业毛利率都远高于普通化工产品的毛利率，如机硅产品，其毛利率甚至超过普通化工品的毛利率的一倍。 行业景气周期长。目前，中国新材料的研究水平与国外发达国家相比仍然存在差距，导致产能存在一定的缺口。一般来说，技术难度越大产能缺口越大，对国外的依存度就越大，比如有机硅行业。由于技术的差距，导致行业进入壁垒大、产能扩张进程较慢，因此行业景气周期比一般的行业长。而碳纤维则是其中一个典型实例。6.2.2 新型化工材料的产业背景作为一种新材料，化工新材料是现代高新技术产业的基础和先导，产品的应用范围包括信息、能源、生物、航空航天、环境、汽车与交通运输以及机械制造、石化等众多领域。6.2.2.1 新型工程塑料工程塑料具有质轻高强和优异的耐热性、耐磨性、耐化学性、耐候性、尺寸稳定性等，制造相对简易，成型耗能小，可回收再生等，因此成为发展最快的一种新材料产业。 汽车工业是工程塑料应用的重要领域。由于资源、能源和环境的压力，以及人们对汽车需求量不断上升，节能与环保成为汽车工业的两大课题。轻量化、舒适化、节能化是汽车发展的最新趋势，这一趋势加速了汽车塑料化的进程。塑料以其重量轻、设计空间大、制造成本低、性能优异、功能广泛，最终使汽车在轻量化、安全性和制造成本几方面获得更多的突破，从而成为了21世纪汽车工业最好的选择。今后工程塑料行业不再只是单纯迎合汽车工业的发展，而是作为参与者要在汽车工业发展中发挥更重要的作用。减轻汽车自身的重量是降低汽车排放，提高燃烧效率的最有效措施之一，汽车的自重每减少10，燃油的消耗可降低68。北美每辆轻型车平均含有152kg的塑料和复合材料，每千克塑料可以替代23kg钢等更重的材料。在我国，塑料件约占汽车自重的710。我国汽车用塑料的品种按用量排列依次为聚丙烯，聚氯乙烯，聚氨酯，不饱和树脂，ABS，酚醛，聚乙烯，聚酰胺，聚碳酸酯和复合材料。 表 6.2.1 2007年工程塑料在汽车工业的应用比例品 种用 量 (万吨)比例 (%)国外对比(%)聚酰胺（PA）6.2221.0830.1聚碳酸酯（PC）8.789.111.4聚甲醛（POM）2.8311.5531.25PBT3.2115.0240.2聚苯醚（MPPO）0.811335 电子电气是工程塑料的最大用户由于质轻高强和加工制造简便及优异的电性能，工程塑料大量的用于各种电子电气设备和器件，如计算机，通讯装置、电绝缘器件、仪器仪表壳体，控制操作面板等，其消耗量占到总用量的40%以上。中国电器制造业的快速发展，产品出口量的逐年增加，特别是迫于成本压力，市场对材料本土化的要求越来越明显，这为工程塑料提供了广阔的应用前景。 表 6.2.2 电子电气行业工程塑料年用量对比划内(万吨)年度PAPCPOMPBT/PETMPPO合计19951.210.80.460.880.333.6820013.614.383.173.530.9415.6320045.8611.645.427.861.9832.7620078.2936.579.3514.293.6272.12 其它行业的用量持续上升在航空航天、机械制造、医疗器械、建材等行业，市场需求旺盛，但是企业利润微薄。能源和原材料涨价幅度大大超过了工业品出厂价格上涨指数。出口退税降低，影响了大部分下游加工企业，特别是出口型企业的盈利能力。国内产品大都缺少品牌意识，一味强调降低价格提高市场竞争力，使国内工程塑料产品始终处於低端价格水准，而使得一些可以达到国外同等水平的产品也很难达到同等价格，这就造成了国内企业普遍盈利水平较低的现象。其实，中国产品和国外产品的差距并不大，前者在品质、品牌意识和经营理念稍逊，而使我们的一些产品失去了高端市场的机遇。 图6.2.1 2007年国内工程塑料市场消费比例6.2.2.2 合成树脂 非通用性合成树脂包括环氧树脂、不饱和树脂、酚醛树脂、聚氨脂（PU）、氨基树脂、非纤PET、PMMA等新型树脂，主要用于复合材料的基体材料、涂料和胶粘剂等，在电子、机械、航空航天，汽车、建筑等行业得到广泛应用。 环氧树脂具有优异的强度重量比、耐高温、阻燃、耐腐蚀，是制备复合材料的理想原料。高端的复合材料大多是用碳纤维增强环氧制成，用作航空航天高性能结构材料，由于轻质高强的显著特点，成为高新技术的重点发展的一种新材料。用玻璃纤维增强的环氧材料在电子、军工、民用建筑、公路修复等领域应用十分广泛。用于制造绝缘板、管道、容器、塔罐、头盔或安全帽、玻纤增强结构器件或部件等。近年来国家对复合材料的阻燃性能要求越来越高，预计阻燃环氧树脂需求潜力较大。2005年中国用于复合材料的环氧树脂约占其总消费的20%。此外如电子封装料、电气注射料、胶黏剂、粉末涂料等也有广泛应用。 目前环氧树脂生产能力主要集中在美国、西欧和东亚三大地区。受市场需求增长的拉动，我国环氧树脂产业迅速发展壮大，由2000年前生产能力不足10万吨/年，发展到2005年的50万吨/年， 2007年我国环氧树脂产能、产量、消费量达到100万吨、70万吨、90万吨，分别比上年增长50%、34%、28%，成为全球环氧树脂主要生产国之一。 目前环氧树脂产业在发达国家已处于成熟期，未来将把拓展应用领域、开发高端产品作为主攻方向。我国环氧树脂市场虽有一定缺口，但常规产品相对过剩，加快非常规产品开发已成为环氧树脂工业的当务之急。 其次，企业应加快开发市场紧缺的特种产品。目前环氧树脂企业多在通用型双酚A型环氧树脂方面抢市场，而耐热、阻燃、水性、高纯等产品市场多由外商占领。国内企业要想进一步发展，应加强酚醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、双酚F环氧树脂、脂环族环氧树脂、含磷环氧树脂及光固化环氧树脂、水性环氧树脂等产品的市场开发；同时，加快对固化剂、活性稀释剂等助剂的研发。 随着对工业产品环保和安全性能的要求日益严格，应尽快开发环保型产品。譬如，覆铜板、阻燃电器浇注料于等非卤化阻燃环氧树脂产品。 环氧树脂应用所涉及领域广，专业跨度大，技术含量高，要求上下游产业链的延伸，到实现产业一体化的发展。产业链延伸的趋势主要包括两方面：首先是指上下游的紧密结合。走系列化、专用化、配套化、特种化发展之路，一方面积极开发固化剂、稀释剂等配套料，提升产品竞争力，拉动环氧树脂的销售；另一方面实行资源重组，强化常规树脂和特种树脂的专业化生产，对特种树脂实现专业管理，提升产品品牌和核心竞争力，既生产环氧树脂，又生产树脂下游产品。 不饱和树脂是另一种广泛应用的合成树脂，具有价格低、性能优良和加工简便等特点。在过去5年中，中国的聚酯树脂用量以约20%的年增率增长。国产不饱和聚酯树脂的总量约72万吨，另外进口约13万吨补充使用。其中60%的不饱和聚酯用于人造石、装饰品、钮扣、腻子和家具清漆等。其余部分用于玻璃纤维增强复合材料，其中缠绕法和手糊法是主要的成型方法，制品用于交通、管道、船只等领域。在未来2年内，中国的不饱和聚酯树脂总用量将超过100万吨，年增率预计为10%15。尽管目前装饰性铸塑是不饱和聚酯树脂的一个主要用途，但是复合材料应用方面将有更大幅度的增长，特别是在建筑和基础设施应用领域，例如市政水管、贮水和水处理系统等。化学工业和环境保护工业也将是重要的领域。而发展的经济还将提高社会的富裕程度，引起对汽车、卡车、火车和公共服务车辆的更大需求。产业区目前主要集中在天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东的五省二市，占有了中国树脂总量的96%。从总体来看发展不平衡。中国不饱和聚酯树脂产业在高档领域的走势，也是引进技术发挥作用和大量外资进入后出现的。根据中国的国情现状和市场经济，在迈向和看齐世界先进水平还任重道远、前景广阔。酚醛树脂具有较高的机械强度，耐热性好，难燃、低毒、低发烟，可与其它多聚物共混，实现高性能化，广泛应用于民用、工业、航空航天、汽车、电子、机械、交通运输等国民经济各个领域。近年来酚醛树脂本身的脆性和机械性能得到改进，并积极开发下游产品应用新工艺，使酚醛树脂基复合材料有了更大的发展。随着消费电子产业的迅速成长，高纯度及改性酚醛树脂也在半导体封装材料、印制电路基板材料和光刻胶领域，发挥着越来越重要的作用。现代酚醛泡沫反应机理和生产工艺的不断改进，已使酚醛泡沫材料应用于民用建筑、采矿等领域。各种改性酚醛树脂作为增粘、增硬、补强材料，也不断地应用于橡胶配方的改进之中。 在需求的推动下，国内酚醛树脂的产量也出现了惊人的增长速度，至2006年我国酚醛树脂产量已达到45万吨，居世界第三位。统计资料显示，近几年国内酚醛树脂行业在以15%左右的速度增长，预计到2010年中国酚醛树脂的产量将达到78.7万吨。这主要得益于下游行业的发展以及应用领域的不断拓宽，以后几年将迎来我国酚醛树脂高速发展时期。在酚醛模塑料方面，预计将以19%左右的速度发展；在耐火材料方面，预计将以年均17%左右的速度发展；在摩擦材料用酚醛树脂方面，预计将以年均22%左右速度的发展；在木材粘结剂用酚醛树脂（主要指低固含酚醛树脂）方面，预计将以12%左右的速度增长；在铸造材料用酚醛树脂方面，预计将以年均19%左右的速度发展；在绝热材料用酚醛树脂方面，预计将以12%左右的速度增长；在磨具磨料用酚醛树脂方面，预计将以年均19%左右的速度发展；在绝缘层压材料用酚醛树脂方面，预计将以9%的速度增长。面临前所未有的发展机遇，酚醛树脂生产企业应加强行业整合，促进生产集中度不断提高，达到规模化生产，注重环保和安全，不断节能降耗，缩小同发达国家的行业差距，加大科研投入，对酚醛树脂及其应用工艺技术进行深入研究，使酚醛树脂实现高性能化，功能化，精细化，使之更好地应用于国民经济的各个领域中。其它非通用性合成树脂包括聚氨脂、氨基树脂、聚烯烃类树脂和聚碳酸脂等，这类产品主要用于电子、包装、汽车、城市建筑、石化及机械制造等， 6.2.2.3 合成纤维 属于新型化工材料的合成纤维包括PAN纤维及及其下游产品碳纤维、芳纶、PBO纤维、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）等高性能纤维。主要用作复合材料的增强材料，其中尤以碳纤维成为当今高技术新材料发展的最关注的热点。 碳纤维具有十分优异的力学性能，具有最高比强度和比模量。特别是在2000以上高温惰性环境中，是唯一强度不下降的物质。此外，其还兼具其他多种得天独厚的优良性能：低密度、高升华热、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、高震动衰减性、低热膨胀系数、导电导热性、电磁屏蔽性、纺织加工性均优良等。因此，碳纤维复合材料也同样具特殊的优良性能，被应用于航空航天及其它军事民用工业。2001 年航空航天领域对碳纤维的需求为2690t，2002 年和2003 年对碳纤维的需求量有所减少，2002 年约减少20%，2003 年则减少约9 %。2003 年以后航空航天领域对碳纤维的需求出现快速增长，2006 年与2001 年相比将增长约40 %，2008 年将增长约76 %，到2010年和2001 年相比预计增长超过100%。 航空航天应用的碳纤维从T300开始,到目前已发展到T700 和拉伸强度达到5.5GPa，断裂应变高出T300约 30%的高强中模T800H碳纤维。主要应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位的特种功能部件，包括机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等，起到了明显的减重作用，大大提高了抗疲劳、耐腐蚀等性能，数据显示采用复合材料结构的前机身段，可比金属结构减轻质量31.5%，减少零件61.5%，减少紧固件61.3%;复合材料垂直安定面可减轻质量32.24%。用军机战术技术性能的重要指标结构重量系数来衡量，国外第四代军机的结构重量系数已达到2728%。未来以F-22为目标的背景机复合材料用量比例需求为35%左右，其中碳纤维复合材料将成为主体材料。 在民用领域，波音787梦想飞机复合材料用量将达50%，开拓了航空复合材料应用新的里程碑，空客的555座的世界最大飞机A380也大量采用碳纤维增强塑料，用量达到25%，其中22%为碳纤维增强塑料, 3%为首次用于民用飞机的GLARE纤维-金属板(铝合金和玻璃纤维超混杂复合材料的层状结构)。这些部件包括：减速板、垂直和水平稳定器(用作油箱)、方向舵、升降舵、副翼、襟翼扰流板、起落架舱门、整流罩、垂尾翼盒、方向舵、升降舵、上层客舱地板梁、后密封隔框、后压力舱、后机身、水平尾翼和副翼均采用CFRP制造。继A340对碳纤维龙骨梁和复合材料后密封框复合材料用于飞机的密封禁区发起挑战后，A380又一次对连接机翼与机身主体结构中央翼盒新的禁区发起了成功挑战。仅此一项就比最先进的铝合金材料减轻重量1.5吨。由于CFRP的明显减重以及在使用中不会因疲劳或腐蚀受损。从而大大减少了油耗和排放，燃油的经济性比其直接竞争机型要低13%左右，并降低了运营成本，单座英里成本比目前效率最高飞机的低15%-20%，成为第一个每乘客每百公里耗油少于三升的远程客机。国际上高端应用的碳纤维仍以聚丙烯腈基碳纤维为主，分为宇航级(aerospacegrade)和工业级(commercialgrade)两类，亦称为小丝束和大丝束。通常把48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维，包括48K、60K、120K、360K和480K等。宇航级碳纤维初期以1K、3K、6K为主，逐渐发展为12K和24K，主要应用于国防军工和高技术。进入90年代以后，由于性能优越，应用领域日益扩展，大地促进了PAN基碳纤维的技术发展。目前世界PAN基碳纤维已进入发展旺盛的成熟期，主要表现为。 产量急剧提高，生产规模大型化，产品价格下降。 生产工艺、设备、技术不断改进，碳纤维性能不断提高。如：日本东丽公司已开发出高强型T1000系列碳纤维，其抗拉模量为295GPa，拉伸强度达7.05GPa，而其高强高模MSJ型抗拉模量达640GPa，抗拉强度为3.62GPa。 应用范围从少数高科技领域、军事部门扩展到整个工业民用的各个部门。目前，聚丙烯腈基碳纤维产量约占全球碳纤维总产量的90%，生产能力约为31565ta，其中小丝束碳纤维约为23165ta，占73.4%，大丝束碳纤维约为8400ta，占26.6%。我国自上世纪60年代就开始了碳纤维研究开发，由于发达国家的技术封锁，至今没能实现大规模工业化生产，工业及民用领域的需求长期依赖进口，严重影响了我国高技术的发展，尤其制约了航空航天及国防军工事业的发展，与我国的经济社会发展进程极不相称。近年来，在国家大力扶持下，我国的碳纤维技术和产业化进程有了长足进步，我国自行研制的碳纤维CF-1已达到T300的同期水平，但在产能和质量上还不能完全满足军工和民用产品的需求。我国碳纤维产业的主要问题在国内高新技术纤维领域具有很强的代表性，原创性差，在工艺、设备、产品等方面基本上还是以模仿为主，而且研究开发的深度和广度不够，具有重大影响的研究成果不多。纤维制成品的多样性和新颖性较差，加上应用推广力度不足，因而国内潜在市场的开发一直以来非常有限，从而在一定程度上制约了国内碳纤维等高新技术纤维的研发速度和产业化发展的进程。芳纶是另一种高性能纤维材料，芳纶最早由美国杜邦公司研制成功并实现工业化生产，其间位芳纶注册为Nomex（诺美克斯），对位芳纶注册为Kevlar（凯芙拉），二者分别在世界间位、对位芳纶领域占据着主导地位。其中对位芳纶（又称芳纶II）被认为是材料界发展的一个的重要进程碑。它具有极高的强度，比拉伸强度是优质钢材的5-6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。长期以来，由于投资成本高、技术难度大，世界上仅美国、日本和前苏联有能力进行生产，工艺技术属于绝密，产品被视为战略物资而严加管制。目前，全球芳纶市场主要由美国杜邦公司、日本帝人公司以及烟台氨纶股份有限公司三大芳纶供应商来瓜分。芳纶纤维广泛应用于信息工业、土木建筑、密封填料、大型客机的结构材料及抗燃、耐热的防护服等。据统计，目前芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7%8%，航空航天材料、体育用材料约占40%，轮胎骨架材料、传送带材料等约占20%，高强绳索等约占13%。而作为增强材料，芳纶纤维有其不可替代的作用。芳纶以其卓越的耐热阻燃性、电绝缘性和力学性能，兼有超高强度、高模量优异品种，成为先进防护材料和结构材料的重要基础原料，不仅在航空、航天、国防、电子等尖端领域大量应用，而且在民用上前景广阔，已成为当今世界用途最广、产量最大、最有发展前途的高科技特种纤维。近年来，随着世界经济和科技的快速发展，对位芳纶的需求不断扩大，现在全球对位芳纶需求量大约为5.5-5.7万吨，消耗量年增长率约为10-12%。但全球对位芳纶的供应仍然十分紧缺，原因是绝大部分对位芳纶生产量仍然控制在杜邦和帝人两家公司手中，其他公司生产能力有限；而对防弹级芳纶的需求增长，加剧了对位芳纶的供应短缺。为此，杜邦和帝人公司多次进行扩产，其它公司也积极开发。2007年对位芳纶世界年产量可达6万吨左右。 1995年我国对位芳纶的年用量是50吨，到了2005年以后已经达到了3000吨，10年之间增长了60倍，这种趋势仍在继续发展。多年来，我国一直致力于芳纶国产化、规模化的技术开发，但由于种种因素的制约，在关键技术上始终没能突破。经过几代人的不懈努力，国内芳纶合成终于在近期取得突破。如上海艾麦达化纤科技有限公司和东华大学100吨规模对位芳纶中试研究项目，成功解决了对位芳纶聚合的关键技术，实现了连续、多位、高速纺制对位芳纶纤维，纤维强度接近杜邦产品水平。今年，神马集团对位芳纶赛尔项目通过河南省科技厅的鉴定，关键指标树脂黏度和纤维强度与杜邦公司产品水平相当。其对位芳纶设计产能500吨/年，纺丝设计产能100吨/年。近年来，国内开始重视发展高性能纤维，出现了一些开发和建设芳纶的动向。 2000年，烟台氨纶公司从哈萨克斯坦引进技术软件拟建500吨年芳纶1313生产线， 2003年3月建设了具有自主知识产权的500吨年芳纶1313中试生产线，2004年5月投产，目前生产能力已扩大到2800吨年。该公司正在研发的芳纶1414也已建设了中试生产线，计划2007年投产。该公司计划到2008年使芳纶的生产能力形成6000吨年芳纶1313和3000吨年芳纶1414的规模，合计9000吨年。此外，四川金路集团1000吨年芳纶、河北硅谷化工公司1000吨年芳纶、成都市金蚂蚁特种纸公司200吨年芳纶纸等已经安装设备。超高分子量聚乙烯纤维是继碳纤维、芳纶纤维之后的第三代高强高模纤维，强度是同样截面优质钢的10倍，是芳纶的2倍。在国际上已成为近年来蓬勃发展的高新技术材料，广泛应用于安全防护、航空、航天、航海、电子、兵器、造船、建材、体育、医疗等诸多领域。在军事工业和航天航空领域均有不可替代的作用。该纤维它最重要的功能是防弹、防刺以及制造高级缆绳，做成的防弹衣重量比传统防弹衣要轻得多而且强度更高。长期以来，高强高模聚乙烯纤维的制造技术只有美国、荷兰等极少数国家拥有，全球年产量仅8000吨，是世界范围内的稀缺物资。因此，国家将高强高模聚乙烯纤维技术列入了国家鼓励引进技术目录，并列为化纤行业十一五期间的发展重点。近年来我国的高强高模聚乙烯纤维的研发和产业化进程都有重大突破，东华大学研制出超高分子量聚乙烯纤维打破荷美垄断，如今中国成了第三个国家，年产量达到了1000吨。上海斯瑞聚合体科技有限公司的高强高模超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料产业化基地也正式投产运营，包括年产能达3000吨的斯瑞帕高强高模聚乙烯纤维和年产能达1000吨斯瑞丹防弹布生产线，这说明我国的高强高模超高分子量聚乙烯纤维的产业化进程已上升到一个新台阶。 新型有机硅材料主要分为硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类产品。由于有机硅产品具有电气绝缘、耐辐射，阻燃、耐腐蚀、耐高低温、形态多样以及生理惰性等优良特性，被誉为“工业味精”，广泛应用于电子电气、建筑建材、纺织、轻工、医疗、机械、交通运输、塑料橡胶等各行业，并深入到人们生活的各个领域、成为化工新材料的佼佼者，其发展正可谓方兴未艾。目前 ，全球年生产能力超过120万吨，产品品种约有500010000种之多，市场总销售额约70亿美元。 近几年，有机硅热在各国不断地持续升温，今后10年世界硅氧烷仍将以10%的速率增长。随着我国经济的发展，有机硅中间体的需求量将越来越大，中国已成为全球增长最快的有机硅市场。“十五”期间，聚硅氧烷表观消费量从7.4万吨增长至26万吨，年均增长率超过30%，净进口量年均增长率为23%；2006年继续保持高速增长态势，主要有机硅产品的产能和产量基本保持了20%以上的增幅。如今，在建筑、电子、石油、化工、机械、军工、医药、食品加工等领域都要用到有机硅，它对高科技产业结构优化升级发挥着日益重要的作用。随着新装置的不断建设，预计“十一五”期间中国聚硅氧烷消费量将保持15%20%的年均增长速度，2010年可望达到54万吨，中国将超过美国成为世界上最大的有机硅消费国。中国主要有机硅产品产量迅猛增长的同时，凭借着数十年来的自主创新，中国有机硅产品民族品牌建设也取得了突破性进展。2006年，蓝星化工新材料股份有限公司江西星火有机硅厂生产的蓝星牌有机硅(甲基环体)、广州市白云化工实业有限公司白云(BAIYUN)牌和杭州之江有机硅化工有限公司的金鼠牌硅酮密封胶等3个品牌一举荣膺“中国名牌”，标志着国产有机硅产品质量与市场美誉度飞速提升，体现出市场对性能优良的有机硅材料的客观需求。尽管我国有机硅产业有长足的进展，但由于单体产业的发展相对比较缓慢，所以甲基氯硅烷的产量不够，大量的硅氧烷和特殊性能的硅产品仍需依靠进口。与外国相比，目前我国有机硅工业总体上还缺乏一定的竞争力。我国有机硅单体产业的发展相对比较缓慢，所以甲基氯硅烷的产量不够，大量的硅氧烷和特殊性能的硅产品仍需依靠进口。今后我国有机硅行业的发展应以科学发展观为指导，围绕以下重点继续加快发展：一是推进科技进步，推动科技自主创新，促进产业升级和产品结构的调整，转变增长方式；二是推动企业间的联合和重组，向规模化、大型化发展，加速企业向技术和效益密集型转移，走集约化经营、上下游一体化协调发展的路子；三是发展循环经济模式，从节能降耗降低成本入手，保护和利用好有限的资源，积极提倡责任关怀，重视安全和环境保护；四是加强和促进国际交流与合作，提升中国有机硅材料行业在国际上的知名度，提高在国际市场上的综合竞争力，建设有中国特色的有机硅产业。有机氟材料包括含氟聚合物、含氟烷烃和含氟精细化学品(含氟中间体、含氟表面活性剂和含氟液品等)。含氟聚合物有聚四氟乙烯(PTFE)、氟橡胶FKM、聚金氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。我国的含氟聚合物的产品结构不平衡，PTFE一支独秀。我国的PTFE产量接近含氟聚合物的总产量90%，而发达国家PTFE产量仅占含氟聚合物总产量的50%-60%。我国的中低档PTFE已能自给，并具有价格优势，在国际市场上有竞争力。而高档PTFE仍需依赖进口。可见PTFE的发展潜力犹存。提高产品的性能价格比和扩大出口是PTFE企业的主要出路。氟橡胶的需求量因汽车、航空航天、炼油等行业的快速发展，而呈现出快速增长趋势。资料显示，自20世纪90年代中期以来，国内氟橡胶消费量年均增长速度高达31.6；进入21世纪之后，个别年份年消费增长速度更是将近50。2001年国内氟橡胶的消费量约为1500吨，但今年需求量估计将达到6500吨，2010年国内氟橡胶的市场容量预计将上升到10000吨左右。但与迅速增长的消费量相比，国内氟橡胶的生产能力目前远不能满足国内市场需求，以至于许多领域不得不依靠从国外进口。含氟烷烃以氟利昂为代表。氟利昂主要是氟化的甲烷和乙烷，也可以含氯或溴。这类化合物多数为气体或低沸点液体，不燃，化学稳定，耐热，低毒。主要用作制冷剂、喷雾剂等，最常用的是氟利昂-11(CFCl3)和氟利昂-12(CF2Cl2)。这类化合物也是重要的含氟化工原料或溶剂。如二氟氯甲烷用于合成四氟乙烯；1，1，2-三氟三氯乙烷用于合成三氟氯乙烯，也是优良的溶剂。含氟碘代烷如三氟碘甲烷等为重要的合成中间体。一些低分子含氟烷烃和含氟醚具有麻醉作用，并有不燃、低毒的优点，可用作吸入麻醉剂，例如1，1，1-三氟-2-氯-2-溴乙烷(俗称氟烷)已广泛用于临床。含氟精细化学品包括高纯氟化氢、含氟芳香族中间体、含氟表面活性剂和含氟液品等。我国含氟芳香族中间体大量出口，并在国际市场上有很大的市场份额，而其它含氟精细化学品大量依靠进口。氟化工产业不以石油天然气为主要原料，与石油价格的关联度不大，但分析人士认为，全球能源的日益紧张，却为氟硅材料的发展提供了巨大空间。氟产品是高性能化工新材料，生产技术复杂，整体价格较以石油天然气为原料的材料高。随着石油产品价格上涨，两者之间的价格差距正在逐渐缩小，这为氟材料拓展应用市场提供了广阔的空间。 目前全球含氟聚合物总产能约22万吨年，我国产能约为4万吨年，占世界总产能的18，已成为世界第二大氟聚合物生产国。随着经济实力的增强和人民生活水平的提高，我国对氟产品的需求增长率将远高于全球平均水平。今后10年，全球对氟聚合物的需求仍将保持相同的增长幅度，氟产品的全球平均需求增长率将在3以上。预计十一五期间，我国氟聚合物产能可保持15的年增速，2010年产能将达到7万吨年，总产量接近5万吨年。 氟化工行业是化工行业中增长迅速的一个子行业。我国拥有丰富的萤石资源，发展氟化工有得天独厚的优势，从各类氟产品的前景来看，氟氯烷进入衰退期，其替代品将因此而出现广阔的市场；氟树脂进入成熟期，主要产品聚四氟乙烯竞争加剧；氟橡胶进入增长期，随着我国汽车产业的发展，氟橡胶将出现明显的增长；氟涂料则将随着建筑、化工产业的增长而增长；而含氟精细化学品的发展空间最为广阔。萤石（CaF2）是氟化工行业的源头，拥有丰富的萤石资源是我国氟化工行业发展的优势所在。我国已经探明的保有萤石储量达1.3 亿吨，居世界首位。萤石属于不可再生资源，从1999 年起，国家将萤石作为战略资源进行保护，国家对萤石的保护使得国外企业氟化工产品的产能被迫向我国转移。外资的加速进入，在加剧了行业竞争的同时也拉动了整个行业的快速发展。同时也给国内企业通过合作和技术引进提供了提高技术水平的契机，并推动了国内企业的规模扩张和产品升级。在整个行业链条中，国内企业在靠近原材料的低端产品方面具有一定的竞争力。在附加值高、加工深度以及技术要求高的产品领域中，基本上由国外企业占据。因此注意把握由外资进入带来的产品和平技术升级的机会，通过消化引进技术、加强自主开发能力、提高产品技术含量，从而逐步实现产品升级、变资源优势为产品优势。6.2.3 国内外产业发展现状和趋势 化工新材料未来的发展趋势是向高性能化和功能化方向发展，在当今世界化工新型材料的发展中，不论哪种材料和什么品种，都在利用各种有效途径使其功能化和高性能化，赋予其某些特定的功能，以适应市场的需求。如高性能纤维，除了发展高强度、高模量产品之外，还在为适应高耐热、高导电、高导热、高活性、抗静电干扰及其他功能复合材料的需要而开发新产品。如膜的功能化研究已经成为膜材料开发的主攻方向。目前世界上功能高分子类材料发展迅猛，多种功能高分子材料已获得实际应用。总体而言，化工新材料的发展趋势可归纳为： 工程塑料市场前景广阔 工程塑料和通用塑料相比，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面能达到更高的要求，而且加工更为方便，可替代金属等材料，因而在汽车、通讯设备、建筑材料、家用电器乃至航空航天等方面有着广阔的用途。我国工程塑料领域通过引进技术取得一定突破，但高端产品和技术仍有空白。因此，我国工程塑料的需求大部分需要依靠进口来满足，近三年的进口量年均增长20%以上，其中聚碳酸酯、聚甲醛几乎全部依靠进口，PBT一半以上依靠进口。2005年，中国工程塑料的市场总需求量约108万吨，到2010年总计将达到167万吨。而国内因为技术壁垒，尚没有生产装置，需求量全部依赖进口。考虑到我国工程塑料的旺盛市场需求，国内外企业都开始计划和建设工程塑料项目，谁能抢先将工程塑料在中国顺利投产，谁就将抢先占据中国的广阔市场。 新型炭材料突破技术壁垒将获大发展新型炭材料是区别于传统炭材料的一类炭材料的总称，在整个材料学中具有特殊的不可取代的重要地位。它与普通炭材料相比，有独特的结构、优异的性能及广阔的应用前景和领域，体现着材料设计概念的灵活运用，是目前炭材料行业研究和发展的前沿。新型炭材料的生产具有比较高的技术壁垒，产品对外依赖度较高、供不应求，因此国内拥有相关技术的生产企业将获得较高的经济效益，市场看好以碳纤维、球状活性炭、超级活性炭为代表的高附加值的新型炭材料。碳纤维是炭材料的典型代表，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代有着重要意义，对国防军工和国民经济有重要的影响。在世界碳纤维行业随着航空业的复苏和新能源的兴起而复苏、国内碳纤维产能不足并长期依赖进口的情况下，随着碳纤维原丝技术的突破，国内碳纤维行业将迎来飞速发展。目前，国内只有华皖碳纤维有限公司、中宝碳纤维责任有限公司等少数公司经过自主开发创新，成功地生产出了高质量的PAN基碳纤维原丝，预计摆脱了国外原丝控制的中国碳纤维行业将迎来飞速的发展。 改性塑料以研发与专业服务为本改性塑料是指通用塑料经过填充、共混、增强等方法加工，从而使它们具有阻燃、高抗冲等性能。目前，改性塑料已成为塑料工业持续发展的新增动力，被广泛应用于家电、汽车、电动工具、办公器材、电子电器、玩具等行业。我国改性塑料行业目前约有200万300万吨的年需求量，且在未来几年仍将保持15%的增长速度。但改性塑料行业的特点决定了只有研发能力突出，定位于专业服务的企业才能在改性塑料行业获得一席之地，并得到持续发展。 有机硅行业利润向下游集中世界有机硅单体的生产主要集中在北美、西欧及日本，全球前6家企业拥有81.2%的有机硅产能。随着蓝星集团并购法国罗地亚公司有机硅业务后，中国有机硅的产能将大幅提升，为55万吨/年，将占世界总产能的21%。蓝星集团将拥有42万吨/年的产能，成为世界第三大有机硅单体生产商。由于有机硅单体和下游产品生产技术垄断的原因，预计在今后相当长的时间里，有机硅单体和高附加值产品的生产将继续由几大公司控制。目前，整个行业的趋势是有机硅单体是有机硅工业的基础，而技术壁垒最高的有机硅下游产品则是产业链中附加值最高的部分。由于技术的差距导致下游高附加值的产品进入壁垒大、产能扩张速度相对较慢，因此有机硅行业景气周期比一般的行业长。 有机氟向下游发展是主流环境和氟石资源是有机氟化工发展的两大瓶颈，因此拥有环境容量和氟石资源的公司才有做有机氟精细化工的基础。占世界储量三分之二的萤石资源是我国氟化工行业发展的优势所在，世界有机氟产品生产有向中国转移的趋势。有机氟化工包含有CFC（氯氟烃）及其替代品、氟聚合物、氟精细化工产品三大类，后两者是有机氟深加工的方向。中国政府从2007年7月1日起完全停止CFC的生产和使用，之前CFC生产将按计划、按配额地进行削减。目前，国内CFC替代品领域的竞争加剧，主要产品价格均有一定幅度的下降。为了规避产品风险，一些企业把有机氟化工产品链向深度延伸，生产附加值高的下游精细化工产品，如聚四氟乙烯、聚氟乙烯丙烯、氟橡胶、聚偏氟乙烯和全氟辛酸。从全球范围来看，化工新材料的发展更加注重优化资源、降低成本、工艺无害、注重环保，坚持创新，主要表现在： 应对新能源时代转变的需求 资源短缺、能源紧张已经成为全球最为关注的问题，因此而导致能源、资源价格水涨船高。各原料涨价已经成为化工新材料发展必须面对的问题。尽管如此，各种性能优异的化工新材料的创新应用仍层出来穷。近年来，在亚洲、欧洲等地区，太阳能的需求与日俱增。据国际太阳能研究和谘询公司Solarbuzz的统计，全球光伏行业2007年的收入约为170亿美元。化工新材料应对这一潮流，多种不同的产品得到开发和应用。如美国杜邦公司在光伏材料开发、应用、专业制造及全球市场行销方面已有超过20年的经验，并开发了多种用於太阳能模组的新材料组合。杜邦开发的用於太阳能光伏元件(PV)的关键材料，包括薄膜、板材、树脂及导电浆料等。例如，杜邦Tedlar PVF薄膜，20年来已经是背材不可或缺的元件。由於Tedlar优异的延展性、耐候性、抗UV、防湿及可靠的寿命周期，使它成为工业界的标准。为了满足业界日益增加的需求，杜邦也针对太阳能模组开发出新一代的Tedlar薄膜产品Tedlar 2100系列，以提供更大尺寸的稳定性、不易变形、抗撕裂、抗磨损以及高反射系数，改善整体发电效率。杜邦Butacite中间膜具备高韧性，作为热塑性的玻璃夹层，可用来封装太阳能电池，并具有优异的玻璃粘性能及光学特性；夹层玻璃符合国家规定的安全标准；具备高撕裂强度和刚性，因而最适合用於安装在对抗冲击性能及结构性能有严苛要求的玻璃模组设计中。近期杜邦的创新研发还包括专为太阳能电池使用，无铅化、无镉的厚膜技术导电浆料杜邦Solamet。这套全新的无铅导体浆料系统，不仅对环境更友善，也为太阳能模组提供卓越的电气性能，以及更高的可信赖度。开发太阳能相关组件的厂家并非只是杜邦一家，霍尼韦尔公司近日开发出一种能够在恶劣环境下保护光伏太阳能电池的新型材料。新产品名为霍尼韦尔PowerShield PV325，能在潮湿等各种环境中保护PV元件，包括元件中将光能转化为电能的主要部件。该产品不仅抗紫外线、防潮、耐老化，还能承受工作电压高达1,000伏的元件所产生的电力负载。这种元件的使用寿命通常为25年，可在公共设施断电期间充当可靠电源，并能弥补高峰期的电力需求和相关成本。 创新应用推动新材料研发在传统的汽车、电子、医疗、家用电器等普遍关注的领域之外，新型化工材料在火车、安全防护、水处理等领域都有创新的应用。铁路列车作为一种强运输能力的输送手段，其乘客环境相对复杂，对火车内饰的墙壁和天花板从阻燃、耐污、烟尘污染等都有较高的要求。针对铁路列车的墙壁和天花板覆盖物，帝斯曼工程塑料公司的Xantar C CE 407 (PC+ABS)材料被用於共挤基材。该产品表面具有一层很薄的聚偏氟乙烯(PVDF)面层，再被热成型。这一材料可以满足DIN 5510-2标准的可燃性、烟尘和毒性等的严格限制，并且不含氯化和溴化添加剂。其耐化学品能力有助於简单地清除墙壁上乘客随意的涂鸦。针对极热与极潮湿环境，拜耳材料科技开发出了无卤阻燃PC+ABS混和物Bayblend DP 3008 HR(HR指抗水解)。这种阻燃组合产品不含溴，能满足主要环保指令的要求，其潜在应用包括翻斗式乾燥器、洗碗机和洗衣机上的前面板、电池外壳、以及用於炎热潮湿气候地区里的显示器和笔记本电脑用部件。在水处理领域，德国Neoperl公司生产出世界上最小的旋塞式充气器“Perlator TT”。这种产品利用了泰科纳公司的Hostaform ACS(聚甲醛)。能对普通家居清洗剂的高抵抗性以及在结构精细的情况下不易被细菌污染。为了使得这一产品适应向不同国家的出口需求和推动旋塞制造商的生产与物流过程，并开发了专门的颜色编码系统，而这些都依靠Hostaform得以实施。为了使纳米晶格的金属与塑料的混合物能得到商业应用，杜邦公司与Morph技术公司和Integran技术公司两家加拿大企业以及美国Power-Metal技术公司结成联盟。MetaFuse专利技术能在以杜邦的工程塑料制成的部件上涂上一层高强度的纳米金属涂层。这种混合物有与镁或铝一样的韧度，甚至比它们强度更大。此技术直接产生出使用了结晶粗粒的一体化金属封装。初期的开发以汽车业、消费类电子产品和体育用品为目标对象。德国赢创公司开发出有色成型化合物Plexiglas Cool Touch (PMMA)，因为它能够反射红外线，使深色塑料表面的放热降低20%。这种成型化合物的可能用途有车身件和车顶元件、顶棚材料、窗框和甲板。较少的放热降低了空调系统的运行成本。Plexiglas POQ是导光度超出92%的PMMA，可用於平板显示器的背光组件。通过在净室条件下生产和分装这种材料，确保了这种导光性能。激光直接线路成形技术是制造MID的特殊创新技术。利用该技术可以灵活、方便地以较低的成本在三维MID上制造印刷电路，不使用化学蚀刻的方法。该工艺采用热塑性塑料，在热塑性塑料中加入有机金属复合物。在注塑後，用激光在三维部件上“烧制”高分辨的电路图。随後，在化学电镀金属浴中，在经活化的区域镀覆铜、镍和/或金电路。 节能环保满足行业发展需求作为一种具有节能潜力的先进材料，化工新材料料在日益严格的环境和气候诉求中显露出其卓着的优势。气候变化、更加严格的排放标准，以及更高的安全与舒适度要求，使得各种节能、环保产品成为行业研发的一个重要方向。法国罗地亚Rhodia聚胺公司的高流动性PA66能实现更短的周期时间，而不会牺牲PA66优良的热学、化学和机械性能。它们还具有高水准的韧性，即使在渐升的长期使用温度之下也可以保持机械性能。阻燃PA66-Technyl A 60G2 V30为30%玻纤填充料，不含红磷和氯。这种材料通过了UL94-V0和GWIT 850标准，专为要求严格的电气应用而开发出来。Technyl SI(SI代表超常冲击)结合了非凡的冲击强度和良好韧度，目标是在特别苛刻的使用环境下优化机械性能，特别是在机械零部件、电动工具和体育用品中。针对电子电气行业，沙伯基础创新塑料(SABIC Innovative Plastics)推出了新系列的聚酯(PBT)Valox。Valox ENH是一种既不含氯也不含溴的阻燃级产品，所以符合RoHS(电子电器设备中危险物质的应用指令)和WEEE(废旧电子电器设备指令)。与传统阻燃型产品相比，电气性能得到提高，使得Valox ENH特别适用於插头、继电器或灯座的电器产品。这些创新的产品与应用显现出化工新材料不仅市场前景捍看好，而且