化工新材料课件

化工新材料化工新材料主要包括有

有机硅材料、有机氟材料、炭材料、改性通用塑料、工程塑料，特种工程塑料、易降解塑料、聚氨酯、功能高分子材料、高分子合金材料、高性能纤维、复合材料、膜材料、功能性化学品，以及化工新材料需要的关键原料及下游加工行业等。1，有机硅材料

工业硅-有机硅单体-有机硅材料（硅橡胶，硅树脂，硅油)我国工业硅产量120多万吨，占世界的60%。每年出口69.3%。我国是工业硅的世界原料基地。

08年，我国有机硅材料消费43万吨（折硅氧烷）我国硅橡胶占有机硅材料70%。有机硅单体要重点发展苯基、乙烯基单体。

甲基氯硅烷(简称甲基单体)、苯基氯硅烷(简称苯基单体)、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷和氟硅单体等。此中甲基氯硅烷(包孕一甲、二甲、三甲)最重要，其用量占整个单体总量的90%以上，其次是苯基氯硅烷。有机硅单体是制备硅油、硅橡胶等

2，有机氟材料

我国是萤石资源大国，也是出口大国，国家正在调整，重点发展高性能聚四氟乙烯，可溶性聚四氟乙烯，氟橡胶，硅氟橡胶，聚全氟乙丙烯，三氟氯乙烯共聚物，氟涂料等。氟利昂替代品：134a发展过剩，今后重点发展152a，R236fa偏氟乙烯R245fa（五氟丙烷）、R365mfc（五氟丁烷）。氟硅醇，六氟磷酸锂，功能氟化学品3，通用塑料改性聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯等改性提质4，工程塑料聚酰胺（发展长链尼龙）聚酯(对苯二甲酸乙二醇酯，对苯二甲酸丁二醇酯）聚碳酸酯（光气法、酯交换法、非光气法）双酚A学名2,2-二（4-羟基苯基）丙烷，是重要的有机化工原料，苯酚和丙酮的重要衍立体图生物，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料双酚A系由苯酚和丙酮在酸性介质中缩合制得：为了使反应完全，丙酮应略过量；当以硫酸为催化剂时，酸浓度为72.5％～73％，反应温度约40℃，反应在搅拌釜中进行。可以连续或间歇生产。产物经中和，真空转鼓过滤,离心分离,即得粗双酚A。为了满足聚合要求,粗双酚A需进一步精制，一般采用二甲苯-水萃取法。用硫酸为催化剂，副反应多，粗双酚A

即使经二甲苯-水萃取精制后,质量仍不能达到生产聚碳酸酯的要求，只能满足生产环氧。苯酚由煤焦油经分馏，由苯磺酸经碱熔。由氯苯经水解，由异丙苯经氧化重排。聚甲醛（离子催化剂）聚苯醚聚苯醚是本世纪60年代发展起来的高强度工程塑料，化学名称为聚2,6—二甲基—1,4—苯醚，简称

PPO或PPE，又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚。原料2，6-二甲基对苯二酚5，特种工程塑料聚苯硫醚简写为PPS，是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。目前中国PPS改性与复合粒料的市场总需求量大于

8000吨/年，且增长很快，年需求增长率高达15%-20%，聚苯硫醚（PPS）是六十年代由美国菲利普石油公司投入的一种新型工程塑料，其后，日本、德国相继投入生产，我国在六十年代中期，曾经有四个研究所对该产品进行研制，进入八十年代中期又将该产品列入“863”工程，并做重点开发。其后，中国工程院、中国科学院在1999年在写就的咨询报告也将此产品列入其中，但强调必须是新材料、新工艺、成本低，并预计在2010年组建年产1500吨的生产线，本专利基本解决了上述所提课题。

聚醚醚酮

PEEK是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料。具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，是一类结晶高分子材料，熔点334℃，软化点168℃，拉伸强度132～148MPa，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。聚砜聚砜树脂是以双酚Ａ和４，４--二氯二苯砜为原料PSF是分子主链中含有链节的热塑性树脂，英文名Polysulfone（简称PSF或PSU）有普通双酚A型PSF（即通常所说的PSF），聚芳砜和聚醚砜二种

PSF是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，刚性大，耐磨、高强度，即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点，其范围为为-100~150℃,长期使用温度为160℃,短期使用温度为190℃,热稳定性高,耐水解,尺寸稳定性好,成型收缩率小,无毒,耐辐射,耐燃,有熄性。聚酰亚胺

PI由二元酐和二元胺合成。二酐、二胺品种繁多，不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.00作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protionsolver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。

6，易降解塑料聚乳酸，聚羟基烷酸酯，塑性淀粉，聚丁二酸丁二醇酯，二氧化碳基降解塑料国外主流发展聚乳酸(CH3CHOHCHOOH)缩聚开环聚聚酯类

7，聚氨酯系列聚酯，聚醚，TDI,MDI二苯基甲烷二异氰酸酯

8,功能高分子材料

高分子具有多重结构（链节结构、分子结构、组态结构、微区结构等），结构的多重性决定了其性能的多重性。高分子的性质有的只取决于其中的一种结构，而有的则依赖于几种结构。尖端科学技术和军事工业的发展，对高分子材料提出了越来越高的要求，各种功能高分子材料应运而生。功能高分子材料，除了其力学性能外，还具有物质分离，光、电、磁、能量储存和转化，生物医用等特殊性能，这种特殊功能是由它们的链结构、链上所带的功能基的种类、数量、分布以及高分子的聚集态和形态所确定的。如具有分离功能的高分子（离子交换树脂、螫合性树脂、吸附性树脂、分离膜和絮凝剂）、高分子催化剂、高分子液晶、光活性高分子材料、导电高分子材料、磁性功能高分子材料、能量转换和储存材料、高分子药物、医用高分子材料等，人们主要应用其分子水平的性质。

9，特种用途高分子合金材料

高分子合金技术使得高分子材料功能化和高性能化，相容剂是高分子合金技术的关键。让热力学不相容的不同高分子材料各自优越的性能进行叠加，这是高分子材料合金化的目的，如橡胶塑料并用。

10，复合材料

复合材料(Compositematerials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。11，高性能纤维材料

高性能纤维按性能可分为耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维和弹性体纤维等。①耐腐蚀纤维：即含氟纤维。有聚四氟乙烯纤维（TeflonTFE）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维(TeflonFEP)、聚偏氯乙烯纤维(Kynar)、乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维(Halar)等。②耐高温纤维：有聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(No-mex)、聚酰亚胺纤维(Αримид∏Μ)、聚苯砜酰胺纤维(СульФон-Τ)、聚酰胺酰亚胺纤维(Kermel)、聚苯并咪唑纤维(PBI)等。③抗燃纤维:有酚醛纤维(Kynol)、芳香族聚酰胺表面化学处理纤维、金属螯合纤维、聚丙烯腈预氧化纤维(Pyromex)等。④高强度高模量纤维：有聚苯二甲酰对苯二胺纤维(Kevlar)、芳香族聚酰胺共聚纤维(HM-50)、杂环族聚酰胺纤维(ΒниивлонСΒΜ)、碳纤维(Carbonfiber:Torayca)、石墨纤维(M40)、碳化硅纤维等。⑤功能纤维:有中空纤维半透膜(B-9、B-10、PRISM等)、活性碳纤维(KF等)、超细纤维毡(Ф∏∏15等)、吸油纤维毡(Tafnel等)、光导纤维(Crofon、Eska等)、导电纤维(AntronⅢ)等。⑥弹性体纤维：有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纤维(Spandex)、聚丙烯酸酯类纤维(Anidex)、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维(Fibre-L)等。12，膜材料

微滤膜、超滤膜、反渗透膜和纳滤膜等13，新型碳材料

碳纳米管，碳纳米纤维，纳米碳球等

14，功能性化学品

液晶OLED等1，聚甲醛甲醇—甲醛—三聚甲醛—聚甲醛

---多醚热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”，缩写为POM。聚甲醛是一种表面光滑，有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，可在-40-100°C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油，耐过氧化物性能。很不耐酸，不耐强碱和不耐月光紫外线的辐射。聚甲醛的拉伸强度达70MPa，吸水性小，尺寸稳定，有光泽，这些性能都比尼龙好，聚甲醛为高度结晶的树脂，在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度，弯曲强度，耐疲劳性强度均高，耐磨性和电性能优良。

pom具有类似金属的硬度、强度和钢性，在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，并富于弹性，此外它还有较好的耐化学品性。pom以低于其他许多工程塑料的成本，正在替代一些传统上被金属所占领的市场，如替代锌、黄铜、铝和钢制作许多部件，自问世以来，pom已经广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用，如医疗技术、运动器械等方面，

pom也表现出较好的增长态势我国pom市场增长迅速，2002年我国pom市场表观消费量为13．657万吨，1990～2002年pom市场表观消费量年均增长率为11．7％。预计2005年我国pom市场表观消费量为16．8万吨，2000～2005年pom市场表观消费量年均增长率将达到10．3％。到2010年，我国pom市场表观消费量将增加到19．7万吨，2005～2010年pom市场表观消费量年均增长率将达到3．2％。我国pom生产与国外先进水平相比，仍存在原料单耗高、装置规模小、质量不稳定、品种牌号少等问题。例如，杜邦公司均聚工艺pom的甲醛（37％）吨单耗为2．56吨，还有报道为3．08吨，而国内生产pom的甲醛吨单耗为5～6吨，虽然经过改进有所下降，但差距仍然较大。我国pom行业连续多年生产能力和产量都较低，生产能力和产量仍然不能满足市场的需求。2002年我国pom生产厂家仅有3家，其中只有云天化集团公司的pom生产装置为万吨级（现已扩能为2万吨／年）。

2，聚氨酯聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。

—N=C=O+HOˉ→—NH-COOˉ

聚酯多元醇合成—-二元酸+二元醇聚醚多元醇合成---脂肪环氧烃聚合；二元醇缩合；聚四氢呋喃等异氰酸酯光气法非光气法碳酸二甲酯

TDI甲苯二异氰酸酯（苯-硝基苯、氯苯-苯胺-异氰酸酯）

MDI苯基甲烷二异氰酸酯（苯胺为原料，与甲醛反应，在酸性溶液中缩合，用碱中和，然后蒸馏，可制得二氨基二苯甲烷，然后与碳酰氯反应可制得，再精馏精制。）

ADI脂肪族二异氰酸酯

IPDI异佛尔酮二异氰酸酯（脂环族二异酸酯）聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。2009年产量：MDI100万吨（近期产能140万吨）TDI43万吨（近期产能100万吨）

聚醚多元醇135万吨（近期产能260万吨）聚氨酯产品550万吨（2010年约640万吨）八项关键技术：

1，TDI液相光气法反应设备工艺

2，脂肪族异氰酸酯气相光气发工艺开发

3，HPPO法10万吨环氧丙烷工艺装置

4，万吨级水溶性聚氨酯分散液工艺

5，万吨级高性能泡沫稳定剂开发

6，万吨级生物基可降解聚氨酯开发

7，千吨级熔纺氨纶切片工艺开发

8，高速轮胎胎面聚氨酯技术开发

3，聚碳酸酯（光气法、酯交换法、非光气法）

双酚A学名2,2-二（4-羟基苯基）丙烷，是重要的有机化工原料，苯酚和丙酮的重要衍生物，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料双酚A系由苯酚和丙酮在酸性介质中缩合制得：为了使反应完全，丙酮应略过量；当以硫酸为催化剂时，酸浓度为72.5％～73％，反应温度约40℃，反应在搅拌釜中进行。可以连续或间歇生产。产物经中和，真空转鼓过滤,离心分离,即得粗双酚A。为了满足聚合要求,粗双酚A需进一步精制，一般采用二甲苯-水萃取法。用硫酸为催化剂，副反应多，粗双酚A

即使经二甲苯-水萃取精制后,质量仍不能达到生产聚碳酸酯的要求，只能满足生产环氧。苯酚由煤焦油经分馏，由苯磺酸经碱熔。由氯苯经水解，由异丙苯经氧化重排。苯+丙烯----异丙苯-----苯酚+丙酮-----双酚a

二氧化碳+环氧烷-------聚碳酸酯

聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。(1)用于建材行业。聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗冲击性，耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势。目前，中国建有聚碳酸酯建材中空板生产线20余条，年需用聚碳酸酯7万t左右，预计到2005年将达到14万t。(2)用于汽车制造工业。聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐候性好、硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件，其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。根据发达国家数据，聚碳酸醋在电子电气、汽车制造业中使用比例在40%～50%，目前中国在该领域的使用比例只占10%左右，电子电气和汽车制造业是中国迅速发展的支柱产业，未来这些领域对聚碳酸醋的需求量将是巨大的。预计2005年中国汽车总量将达300多万辆，届时需求量也将达到3万t，因而聚碳酸酯在这一领域的应用是极有拓展潜力的。(3)用于生产医疗器械。由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、加热和大剂量辐射消毒，且不发生变黄和物理性能下降，因而被广泛应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中。如生产高压注射器、外科手术面罩、一次性牙科用具、血液分离器等。(4)用于航空、航天领域。近年来，随着航空、航天技术的迅速发展，对飞机和航天器中各部件的要求不断提高，使得PC在该领域的应用也日趋增加。据统计，仅一架波音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个，单机耗用聚碳酸酯约2吨。而在宇宙飞船上则采用了数百个不同构型并由玻璃纤维增强的聚碳酸酯部件及宇航员的防护用品等。

(5)用于包装领域。近年来，在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶。由于聚碳酸酯制品具有质量轻，抗冲击和透明性好，用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明的优点，目前一些领域PC瓶已完全取代玻璃瓶。据预测，随着人们对饮用水质量重视程度的不断提高，聚碳酸酯在这方面的用量增长速度将保持在10%以上，预计到2005年将达到6万t。(6)用于电子电器领域。由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性，是优良的绝缘材料。同时，其良好的难燃性和尺寸稳定性，使其在电子电器行业形成了广阔的应用领域。聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械，电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像机和彩色电视机中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也显示出了极高的使用价值。(7)用于光学透镜领域。聚碳酸酯以其独特的高透光率、高折射率、高抗冲性、尺寸稳定性及易加工成型等特点，在该领域占有极其重要的位置。采用光学级聚碳酸配制作的光学透镜不仅可用于照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器等，还可用于电影投影机透镜、复印机透镜、红外自动调焦投影仪透镜、激光束打印机透镜，以及各种棱镜、多面反射镜等诸多办公设备和家电领域，其应用市场极为广阔。聚碳酸酯在光学透镜方面的另一重要应用领域便是作为儿童眼镜、太阳镜和安全镜和成人眼镜的镜片材料。近年来，世界眼镜业聚碳酸酯消费量年均增长率一直保持在20%以上，显示出极大的市场活力。

(8)用于光盘的基础材料。近年来，随着信息产业的倔起，由光学级聚碳酸酯制成的光盘作为新一代音像信息存储介质，正在以极快的速度迅猛发展。聚碳酸酯以其优良的性能特点因而成为世界光盘制造业的主要原料。目前世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已超过聚碳酸酯整体消费量的20%，其年均增长速度超过10%。我国光盘产量增长迅速，据国家新闻出版总署公布的数字，2002年全国共有光盘生产线748条，年耗光学级聚碳酸酯约8万吨，且全部进口。因而聚碳酸酯在光盘制造领域的应用前景是极为广阔的。

中国在聚碳酸酯研发上虽起步较早，先后有不少企业进行研发生产，但由于工艺技术落后、生产装置规模较小、产能低、产品质量差，目前仅剩一家企业维持生产，中国国内市场所需的聚碳酸酯不得不大量依赖进口。因此，大力加强聚碳酸酯研发，加速实现其规模产业化，已成为国家的重要战略需求。中国中科院长春应化所与甘肃银光聚银化工有限公司合作，2005年创新性地采用一步光气界面法制备聚碳酸酯，在小试层面上获得成功，其成果在工艺路线的选择、合成反应条件的选取、产品的理化分析等方面取得了重要突破。在此基础上，在甘肃省科技厅和中科院兰州分院的大力支持下，他们又不失时机地开展了年产500吨聚碳酸酯产业化的研发。

2005年，长春应化所与聚银公司合作承担了甘肃省科技攻关项目“年产500吨聚碳酸酯中试技术研究与开发”。经过3年多的联合攻关，先后突破了界面缩聚反应、树脂洗涤分离、树脂分析等技术关键，自主设计并成功建成了年产500吨规模的聚碳酸酯生产线，所生产的产品主要性能指标达国际同类产品水平。该成果打破了国外对中国聚碳酸酯生产技术的垄断，形成了具有我国完全自主知识产权的聚碳酸酯全套生产技术，为今后开发万吨级聚碳酸酯工艺技术，并加速实现规模产业化奠定了重要的技术基础。4，聚乳酸聚乳酸的优点主要有以下几方面：（1）聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。关爱地球，你我有责。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃，普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。（2）机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。（3）相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。（4）聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。（5）聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性类似，也就是说，它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提供的。（6）聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件，此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以应各不同业界的需求，制成各式各样的应用产品。（7）聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑，然而，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。（8）当焚化聚乳酸（PLA）时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸，这就表示了这种分解性产品具有的安全性。

由乳酸制聚乳酸生产工艺有：（1）直接缩聚法在真空下使用溶剂使脱水缩聚。日本在这方面做了大量的研究，但最终没有成功实现产业化。（2）二步法使乳酸生成环状二聚体丙交酯，在开环缩聚成聚乳酸。这一技术较为成熟，美国NatureWorks公司生产聚乳酸工艺的工艺即为该工艺。中国的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也与此相似，主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后，再经过精制、脱水低聚、高温裂解，最后聚合成聚乳酸。（3）反应挤出制备高分子量聚乳酸用间歇式搅拌反应器和双螺杆挤出机组合,进行连续的熔融聚合实验,可获得由乳酸通过连续熔融缩聚制得的分子量达150000的聚乳酸。利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚,制备出较高摩尔质量的聚乳酸。在反应温度为150℃、催化剂用量为0.5%、螺杆转速为75r/min时可通过双螺杆反应挤出缩聚法快速有效地提高聚乳酸的摩尔质量,而且反应挤出产物分散系数减小,均匀性变好。通过DSC曲线的比较发现,通过反应挤出缩聚法制得的聚乳酸的结晶度有所降低,这对改善聚乳酸材料在使用过程中表现出较大的脆性是有益的。

PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司，其次是中国的海正，他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。PLA有很多的应用，可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用。

5，聚酰亚胺聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是“解决问题的能手”（protionsolver），并认为“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术”。

（1）缩聚型聚酰亚胺缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺，这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净，同时在聚酰胺酸环化（亚胺化）期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。（2）加聚型聚酰亚胺由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。

①聚双马来酰亚胺聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。

②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂其中最重要的是由NASALewis研究中心发展的一类PMR（forinsitupolymerizationofmonomerreactants,单体反应物就地聚合）型聚酰亚胺树脂。RMR型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5-降冰片烯-2，3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇（例如甲醇或乙醇）中，为种溶液可直接用于浸渍纤维。

聚酰亚胺（PI）,对液晶分子具有良好的取向性能，各种液晶显示器件一般都用PI作为取向膜

单体的合成

聚酰亚胺的单体是二酐（四酸）和二胺。二胺的合成方法比较成熟，许多二胺也有商品供应。二酐则是比较特殊的单体，除了用作环氧树脂的固化剂外主要都是用于聚酰亚胺的合成。均苯四甲酸二酐和偏苯三酸酐可由石油炼制产品重芳烃油中提取的均四甲苯和偏三甲苯用气相和液相氧化一步得到。其它重要的二酐，如二苯酮二酐、联苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐等已由各种方法合成，但成本十分昂贵，例如六氟二酐每千克达到上万元。中国科学院长春应用化学研究所开发的由邻二甲苯氯代、氧化再经异构化分离可以得到高纯度的4-氯代苯酐和3-氯代苯酐，以这二种化合物为原料可以合成一系列二酐，其降低成本的潜力很大，是一条有价值的合成路线。聚合工艺目前所使用的二步法，一步法缩聚工艺都使用高沸点的溶剂，非质子极性溶剂价格较高，还难以除尽，最后都需要高温处理。PMR法使用的是廉价的醇类溶剂。热塑性聚酰亚胺还可以用二酐和二胺直接在挤出机中聚合造粒，不再需要溶剂，可以大大提高效率。用氯代苯酐不经过二酐，直接和二胺、双酚、硫化钠或单质硫聚合得到聚酰亚胺则是最经济的合成路线。三沃------一期200吨在建，二期增加300吨，粘合剂，铜复板，聚偏氟乙烯聚甲基丙烯酰亚胺---泡沫材料，替代PS6，碳材料20世纪硅时代21世纪碳时代

1)碳纳米管碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体，一般可分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和双壁碳纳米管。

(2)碳纤维分为丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维两种。碳纤维质轻于铝而强力高于钢，它的比重是铁的1／4，强力是铁的10倍，除了有高超的强力外，其化学性能非常稳定，耐腐蚀性高，同时耐高温和低温、耐辐射、消臭。碳纤维可以使用在各种不同的领域，由于制造成本高，大量用于航空器材、运动器械、建筑工程的结构材料。美国伊利诺伊大学发明了一种廉价碳纤维，有高强力的韧性，同时有很强劲的吸附能力、能过滤有毒的气体和有害的生物，可用于制造防毒衣、面罩、手套和防护性服装等。

(3)碳球根据尺寸大小将碳球分为：(1)富勒烯族系Cn和洋葱碳(具有封闭的石墨层结构，直径在2—20nm之间)，如C60，C70等；(2)未完全石墨化的纳米碳球，直径在50nm一1μm之间；(3)碳微珠，直径在11μm以上。另外，根据碳球的结构形貌可分为空心碳球、实心硬碳球、多孔碳球、核壳结构碳球和胶状碳球等。制备方法：（1）激光蒸发石墨法此方法是在使用金属催化剂的情况下，用脉冲激光轰击石墨表面，在石墨表面产生纳米级碳材料。（2）等离子体喷射沉积法此方法是将离子喷射的钨电极(阴极)和铜电极(阳极)进行水冷却，当Ar/He载气挟带苯蒸气通过等离子体炬后，会在阳极的表面上沉积出含有纳米级碳材料的碳灰。（3）凝聚相电解生成法其采用石墨电极(电解槽为阳极)，在

约600℃的温度及氩气保护的条件下，以一定的电压和电流电解熔融的卤化碱盐，电解生成了形式多样的碳纳米材料。（4）石墨电弧法石墨电弧法是用石墨电极在一定气氛中放电，从阴极沉积物中收集碳纳米材料的方法。（5）化学气相沉法化学气相沉积法是制备碳材料所广泛使用的方法，它又可分为有催化化学气相沉积和无催化化学气相沉积。把含有碳源的气体(或蒸气)流经催化剂表面时进行催化分解。乙烯、乙炔、苯乙烯、苯、甲苯、甲烷等通常用作碳源，这些一般都是化学性质比较活泼的含有不饱和化学键的化合物；过渡金属、稀有金属或金属氧化物常常用作催化剂；氩气、氮气或氢气等通常用作载气。无催化气相沉积则不用任何催化剂，直接在保护气氛下热分解气相含碳有机物

碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。

目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化（预氧化）、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括，脱氢、环化、氧化及脱氧等。康本-------年50吨T300，攻克T700，T900

聚丙烯晴高压输变线增强芯6000米摩擦材料油性水性我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大，其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。我国虽然经过多年研究和试生产，但至今尚未掌握高性能碳纤维的核心技术。从技术研发到产业化难度更大，因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。我国复合材料在航空领域的应用已有一定基础，拥有原材料的优势。在树脂基复合材料的两大原材料树脂和纤维中，树脂方面我国与国外差距不大，而碳纤维研发尚存4大难题。第一，高端碳纤维产业落后。国产碳纤维目前规模虽达万吨级，产量也有数千吨，但只能用在飞机非承力件和次承力件上，而飞机最关键的承力件所需T800级碳纤还停留在实验室数十千克的水平，大飞机应用尚需依靠进口。国内碳纤维应用技术和解决方案与国外相比差距较大，比如碳纤维设计载荷的合理取法落后，不能体现碳纤维特性。第二，碳纤维复合材料部件的一体化成型技术相对落后，难以制造大尺寸部件。第三，我国自动化工艺如自动铺丝技术等更为落后。第四，国产高性能碳纤维因设备靠进口、生产效率低而价格太高。他强调，国内化工企业要以配套大飞机为突破口，合力解决这4大问题。

大型飞机突出强调安全性、经济性、舒适性和环保性，这决定了对复合材料需求的迫切性和必然性。复合材料技术已跃升为大飞机项目3大关键技术之一。”杜善义认为，复合材料的意义不仅体现在大飞机项目，而是通过复合材料在航空领域的应用，推动其在汽车等其他领域应用水平的全面提高。7，聚酯（PBT)PBT树脂即聚对苯二甲酸丁二醇酯，作为五大通用工程塑料之一，主要用于PBT改性、PBT抽丝、拉膜、光纤护套等领域，在增强改性后可广泛应用于汽车制造、电子电气、仪表仪器、照明用具、家电、纺织、机械和通讯等领域。近年来由于国内相关产业的发展，PBT树脂需求逐年增加。日本和台湾PBT生产企业自2002年以来大幅增加产能，近三年对我出口量增幅较大，现已占中国大陆总进口的90%左右，对国内PBT生产企业造成了冲击。受国际金融危机、人民币升值等影响，2009年1-6月，中国聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）进口数量为50368吨，较2008年同期减少35.7%；进口金额11781万美元，较2008年同期减少40.4%。改性PBT塑料是最重要的汽车轻质材料，它不仅可减轻零部件约40%的质量，而且还可以使采购成本降低40%左右，因此近年来在汽车中的用量迅速上升。目前汽车内饰件已基本实现塑料化，“以塑代钢”的汽车发展正在带动着改性PBT塑料在汽车应用中向着更广阔的领域不断开拓创新。在汽车制造领域，PBT广泛地用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。

8，液晶OLED液晶是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。人们熟悉的物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的是电浆和液晶。液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生，它们可以流动，又拥有结晶的光学性质。液晶的定义，现在已放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相，在较低温度为正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机化合物，也就是以碳为中心所构成的化合物。同时具有两种物质的液晶，是以分子间力量组合的，它们的特殊光学性质，又对电磁场敏感，极有实用价值。一些有机化合物和高分子聚合物，在一定温度或浓度的溶液中，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，这就是液晶。液晶光电效应受温度条件控制的液晶称为热致液晶；溶致液晶则受控于浓度条件。显示用液晶一般是低分子热致液晶。酯类和联苯类液晶化合物是（STN-LCD）用混晶材料的主要成分，国内各科研机构已开发了近千种，其中已有100种以上应用于混晶配方

OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。目前在OLED的二大技术体系中，低分子OLED技术为日本掌握，而高分子的PLEDLG手机的所谓OEL就是这个体系，技术及专利则由英国的科技公司CDT掌握，两者相比PLED产品的彩色化上仍有困难。而低分子OLED则较易彩色化，不久前三星就发布了65530色的手机用OLED。不过，虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT等LCD，但有机发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。目前采用OLED的主要是三星如新上市的SCH-X339就采用了256色的OLED，至于OEL则主要被LG采用在其CU81808280上我们都有见到。为了形像说明OLED构造，可以将每个OLED单元比做一块汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光。OLED与LCD一样，也有主动式和被动式之分。被动方式下由行列地址选中的单元被点亮。主动方式下，OLED单元后有一个薄膜晶体管（TFT），发光单元在TFT驱动下点亮。被动式的OLED比较省电，但主动式的OLED显示性能更佳。

OLED产业化

北京维信诺科技有限公司，清华大学技术入股，建有中国大陆第一条OLED试生产线，与清华一起申请了30多项国内外OLED专利。开发了128*64、132*64、16*1等OLED产品。并研制成功了64(RGB)*64、96(RGB)*64、160(RGB)*128彩色OLED，96*64多色及240单色OLED样品，并在2008年进入规模化生产。2005年11月开始在昆山筹备建立中国大陆第一条OLED大规模生产线。上海航天欧德(上海大学)，与杭州士兰微电子合作，最近成功开发出具有自主知识产权的国内第一款OLED专用驱动IC芯片。其包括一颗80行驱动(SC1680)和一颗80列驱动(SC16805)采用QFP封装，用于手机屏的TAB和COF用驱动IC也已开发出样品。汕尾信利半导体（技术:韩国Viatron，设备:口本Evatach），该公司的OLED生产线是中国大陆第一条具有规模生产能力的生产线。2013年全球OLED电视机市场将达14亿美元

据市场研究公司iSuppli最新发表的研究报告称，2013年全球OLED（有机发光二极管）电视机出货量将从2007年的3000台增长到280万台，复合年增长率为212.3%。从全球销售收入看，2013年全球OLED电视机的销售收入将从2007年的200万美元增长到14亿美元，复合年增长率为206.8%。

iSuppli称，OLED显示技术要对市场产生真正的影响还需要克服一些挑战。首先，AMOLED显示屏制造工艺还不充分。随着显示屏尺寸的加大，成品率损失和制造损失也越来越大。此外，OLED显示屏材料的使用寿命仍需要提高。AMOLED供应商不能保证产量。不过，OLED电视机也有许多优点。OLED电视不需要背光，因此比其它技术更省电和更多做的更薄。OLED电视响应时间非常快，在观看电视的时候没有移动模糊的现象。此外，OLED电视比其它技术的色彩更丰富。索尼在2007年12月在日本市场推出了售价1800美元的11英寸OLED电视机，首先进入了这个市场。包括东芝和松下在内的一些厂商预计将在2009年进入这个市场。

9，先进陶瓷SiC

先进陶瓷材料是二十世纪发展起来的新材料之一。所谓先进陶瓷材料是指人工合成的高纯度超细粉末作为原料，采用精密控制工艺成型烧结而制成的高性能陶瓷，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损及一些特殊功能，颇受青睐，是最重要的无机非金属材料。每年以7%至10%的速度发展，广泛应用于国防、航空航天、机械、化工、建筑等领域，已成为四大类材料（金属、陶瓷、高分子和复合材料）之一。一部人类文明史可以看成是一部材料发展史。人们把新型材料、生物工程和信息技术作为新一轮产业革命的重要标志，新材料在被称为现代社会三大技术革命(材料、能源、信息)中占有十分重要的地位，而先进陶瓷作为新材料家族中异军突起的新军，对现代社会的发展具有不可估量的作用。

（1）陶瓷基纤维复合材料。利用纤维的柔性来改善结构陶瓷的脆性是行之有效的途径之一。近10年来，用晶须或短纤维来补强陶瓷材料以外的各种连续陶瓷纤维也相继问世。（2）叠层技术的发展。l990年根据仿生学原理提出的叠层陶瓷研究在国际上形成新的热点，其断裂韧性和断裂功比常规的SiC陶瓷提高几十倍，大大扩展了叠层陶瓷和制品的市场。（3）梯度材料设计与膜材料。20世纪90年代日本首先提出一种称为梯度材料的功能材料，为陶瓷新材料的复合提供了另一条工艺途径。在此基础上，将孔径分布梯度化，就可以制成性能优良的陶瓷膜材料。陶瓷膜已在催化反应、过滤与分离技术中发挥了巨大的作用。梯度材料设计与膜材料在化学工业、石油化工、食品工程、环境工程、电子行业中有着广阔的发展前景。（4）介孔材料（孔径在2nm～50nm）是20世纪90年代开发的新材料，最具代表性的MCM-41材料具有孔道大小均匀、六方有序排列、孔径可连续调节、高比表面积和较好的热稳定性和水热稳定性等特性。在大分子催化、吸附分离等领域有广阔的应用前景。碳纤维渗硅（三氯甲基硅烷）10，有机硅氟材料有机硅单体----功能化学品----硅聚合物有机氟单体----功能化学品----氟聚合物

有机硅化合物，是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上有机硅材料按其形态的不同，可分为：硅烷偶联剂（有机硅化学试剂）、硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性剂）、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、硅树脂、复合物等。三氯氢硅

甲基三氯硅烷（气相渗透碳纤维-----碳化硅陶瓷)

有机硅材料具有独特的结构：（1）Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来；（2）C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱；（3）Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大。（4）Si-O键是具有50％离子键特征的共价键（共价键具有方向性，离子键无方向性）。性能由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业，其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。随着有机硅数量和品种的持续增长，应用领域不断拓宽，形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系，许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。

有机氟材料主要包括氟氯烃及代用品、含氟聚合物及含氟精细化学品，也可以从性能和用途分为氟氯烷及代用品、氟树脂、氟橡胶和含氟精细化学品4大类。有机氟材料化学稳定性和热稳定性好，具有优良电性能，广泛用于军工、电子、电器、机械、化工和纺织等各个领域。近年来全球有机氟材料产量年递增都在10%以上，我国政府也把有机氟产业作为重点行业加以扶持，鼓励其优先发展，同有机硅材料一样，被列入2000年8月国家计委和国家经贸委联合发布的《当前国家重点鼓励的产业、产品和技术目录》。生产状况我国有机氟工业是20世纪50年代末为满足不断发展的国防工业和尖端科学技术的需要而自力更生发展起来的。经过几十年的努力，现已形成一个从科研到生产、从原料配套到应用制品比较完整的工业体系，具备一定的开发能力和技术基础。我国氟氯烷年产量为5万t左右，随着对氟氯烷的生产进行限制，氟氯烷替代品行业将得到快速发展，据预测，我国ODS替代品2005年需求量为13万t，2010年为21万t，市场需求巨大。我国氟树脂主要有聚四氟乙烯（PTFE）、聚全氟乙丙烯（FEP或F46）、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚三氟氯乙烯（PCTFE）等，含氟聚合物生产装置中聚四氟乙烯所占比例接近90%，而其他氟树脂和氟橡胶所占比例仅为10%左右，比例失衡。国内氟树脂生产企业主要有7家，生产能力总和占国内氟树脂总产能的90%以上。氟橡胶国内生产很少，需求主要依靠进口解决，国内只有上海三爱富公司和晨光化工研究院具有百吨级生产能力。氟精细化学品多为规模不大的民营企业生产，这些企业大多位于江浙地区。需求状况有机氟材料从各种产品生命周期看，除氟氯烷产品已进入衰退期、氟树脂中的聚四氟乙烯正趋于成熟外，大部分产品仍处于起步和成长期。我国氟橡胶的需求正快速增加，从1998年至2000年，国内消费量平均年增长率为50%，而国内的实际产量每年仅为200t左右，其余则通过进口来满足需求。研发状况国内从事有机氟研究的主要研究机构有：上海有机氟研究所，该所是国内唯一一家专门从事有机氟材料科研、生产和经营的研究所，已整体改制为股份上市公司；浙江省化工研究院，该院在氟里昂、哈龙替代品研究开发方面很有特色；西安近代化学研究所在氟里昂替代品的研究中很有实力；清华大学等高校也参与有机氟材料的研发工作。存在问题我国有机氟工业与发达国家，特别是美、日相比，在生产技术和生产能力，产品质量和品种品级，加工应用和技术服务等方面都是比较落后的。我国有机氟生产企业多，布点分散；企业规模小，开工率低；产品品种、数量和质量与市场需求还不相适应，我国聚四氟乙烯实际生产只有6个品级，国外达到30个以上；企业由于缺乏原料和技术，加之质量管理薄弱，产品缺乏市场竞争力，经济效益和国外相比差距较大；自动化程度不高，操作环境差，环境污染有待进一步治理。专家认为，我国有机氟树脂工业总体水平相当于国外20世纪70年代水平，只有某些技术如水蒸气稀释裂解制四氟乙烯单体技术基本达到国外20世纪90年代水平。

聚偏氟乙烯太阳能光伏背板11，铝钪合金

在普通铝合金中加入一定量的钪元素，可以保留铝合金的其它性能，但是大大提高合金材料的强度。铝镁合金的强度可以提高近三倍。铝钪合金最实用的优势，是在现有的最硬的7xxx系列铝合金中，加入钪元素，开发出超硬铝合金。目前，含钪超硬铝合金已经在国外很多领域得到了应用，包括军用飞机、武器、体育用品、野外作业用品等。如：苏联米格29（MiG-29）战斗机，Smith&Wesson出品的AirLite

ScTM

手枪，Easton的Sc777合金棒球棍和STX的长曲棍球，Easton的Sc7000合金自行车框架，以及帐篷杆等。中国虽然也是钪的主要产生地之一，超硬铝-钪合金这种新型的铝合金材料，

下图为不同铝合金含钪与不含钪的性能数据。可以看到，铝合金中增加钪元素，性能大大地提高了。

铝钪合金是一种高性能铝合金，铝合金的高性能化有几种途径，其中微合金化强韧化是近20年来高性能铝合金研究的前沿领域。所谓微合金化强韧化通常是指将质量百分数小于0.5%的微量元素添加或者复合添加到铝合金中借以大幅度提高合金强度和韧性的一种技术。钪作为一种过渡族元素以及稀土元素加到铝及铝合金中，不仅能够显著细化铸态合金晶粒、提高再结晶温度从而提高铝合金的强度和韧性，而且能显著改善铝合金的可焊性、耐热性、抗蚀性、热稳定性和抗中子辐照损伤的作用。因此，铝钪合金被认为是新一代航天航空、舰船、兵器用高性能铝合金结构材料12，镁锂合金“镁锂合金的熔铸技术在镁合金材料中是最难掌握的，因为锂是最活泼的金属元素，在镁中加入锂并稳定地控制在所希望的成分范围内需要掌握特殊的熔炼技术，我们现在掌握了这一技术。”北京航空航天大学材料科学与工程学院教授李焕喜在接受记者采访时说。他带领的课题组经过多年努力，终于在“863”专项课题支持下，成功研制出具有自主知识产权的超轻镁锂新合金，在室温条件下轧制出了综合力学性能明显超过国外同类合金的新合金板材，并成功进行了室温冲压成型试验。该课题组还在常温条件下，轧制出了厚度仅为0.1毫米的超轻镁锂新合金带材。具有“21世纪绿色金属结构材料”之称的镁合金正在受到世界范围的高度关注，特别是在欧洲、北美、日本和俄罗斯等工业发达国家及地区。但现有镁合金及其应用，90%以上都是关于铸镁合金和铸件的，变形镁合金及其塑性加工技术相对较少，关于室温变形镁合金的研究更少。这是因为镁金属具有密排六方晶体结构，天生室温塑性差、难成型。在镁中加入足够量的最轻金属元素锂，不仅可以获得超轻镁锂合金，而且可以使其基体晶体结构转变为体心立方，获得良好室温塑性，但此时合金的强度通常又很低。“早在上世纪30年代，科学家们就已发现，在镁中加入锂可以使其基体晶体结构由密排六方（α相）转变为体心立方（β相），进而改善其塑性。后来，循着这条思路，美国和原苏联相继研发出了以β相为基体的商用超轻镁锂合金，但强度偏低，大大限制了此类合金的广泛应用。如何保证在基体晶体结构转变成β相以后，合金既具有良好塑性又具有较高强度，一直是该研究领域一个国际性的技术难题。事实上，几乎所有金属材料都存在这样一对矛盾——要想塑型好，通常必须以降低强度为代价。对于镁锂合金，经过多年研究和探索，我们基本解决了这个问题，可以使其在具有良好塑性的同时具有较高强度。从目前可以查到的数据来看，与国外同类商用合金相比，我们的超轻镁锂合金在塑性相当的前提下强度提高了1～2倍，在强度相当的前提下塑性改善了3～4倍。尤其令人兴奋的是，我们的合金可以在室温条件下轧制成板材和带材，并可冲压成型，这为后续开展合金的工程化和产业化研究带来希望。”李焕喜说。该课题组