中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會日前發(fā)布的《2024年度石化產(chǎn)品產(chǎn)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(chǎn)品仍需進口滿足國內(nèi)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(mào)易額429.6億美元,這些產(chǎn)品中不少都是品種和牌號,部分產(chǎn)品我國還無法生產(chǎn);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(chǎn)品我國雖然已經(jīng)可以生產(chǎn),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(chǎn)品牌號及質(zhì)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(chǎn)技術(shù)提升和產(chǎn)業(yè)化,滿足國內(nèi)消費結(jié)構(gòu)不斷升級的需要?!敝袊秃突瘜W工業(yè)聯(lián)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(nèi)空白品種的產(chǎn)業(yè)化,并提高國內(nèi)已有品種的質(zhì)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?!?br/>
近年來,全球化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體步入高技術(shù)、產(chǎn)品迭代速度快、產(chǎn)業(yè)規(guī)模和需求不斷擴大的階段。從全球來看,美國、日本、歐洲等國家和地區(qū)的新材料發(fā)展較為。陶氏化學、??松梨?、巴斯夫、三菱化學等國際公司在核心技術(shù)、市場占有率等方面占據(jù)優(yōu)勢。新材料作為我國新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,在發(fā)展的要求下仍然有較大的提升空間。
陶氏化學、??松梨凇退狗虻葒H大公司之所以能成為全球化工新材料行業(yè)的執(zhí)牛耳者,關鍵在于出奇制勝的新材料業(yè)務策略,概括起來包括以下幾個方面。
一是原料成本相對較低且進行全生命周期評價。陶氏化學、埃克森美孚充分發(fā)揮北美地區(qū)乙烷原料資源優(yōu)勢,降低乙烯等基礎化工原料和下游新材料的生產(chǎn)成本;同時對新材料的原料來源、合成過程、加工設計、使用過程、廢棄回收、循環(huán)利用等全生命周期進行評價,將綠色低碳技術(shù)融入其中,為客戶提供的化工新材料可持續(xù)發(fā)展方案。
二是保持技術(shù)與全鏈條服務策略。陶氏化學、??松梨?、巴斯夫、三菱化學都能在自己的優(yōu)勢領域持續(xù)強化研發(fā)創(chuàng)新,形成具有國際競爭力的代表性技術(shù),在全球保持地位。陶氏化學通過搭建聚烯燒業(yè)務包裝大師網(wǎng)絡、聚氨酯業(yè)務舒適科技實驗室以及汽車用材料業(yè)務平臺,與全球各地的科學家、品牌商、加工商、包裝設計師密切協(xié)作,鏈接整個包裝價值鏈,按客戶需求提供從產(chǎn)品生產(chǎn)、加工應用到技術(shù)服務全鏈條的整體解決方案。
三是注重產(chǎn)品全系列化、品牌化。各大公司普遍重視開發(fā)性能、用途各異的新材料,形成豐富的差異化產(chǎn)品組合,打造產(chǎn)品品牌,不斷拓展市場份額。巴斯夫?qū)⑵?00多個牌號的聚酰胺產(chǎn)品(尼龍)匯聚在Ultramid品牌旗下,可為用戶提供全系列的尼龍樹脂及其改性產(chǎn)品,成為全球尼龍產(chǎn)品的主要供應商。該公司致力于為用戶量身定制系統(tǒng)解決方案或功能性材料,每年可向市場推出300款以上的新產(chǎn)品。
由于市場擴展快,節(jié)節(jié)攀升的市場需求使化工新材料產(chǎn)業(yè)具有較高的利潤率,而相對于石油化工項目,化工新材料項目的裝置投資規(guī)模要小得多,即進入的資金門檻低,因而大量企業(yè)爭先恐后進入化工新材料基本產(chǎn)品領域,造成除少數(shù)產(chǎn)品外,大部分基本產(chǎn)品的生產(chǎn)集中度很低,企業(yè)相應的生產(chǎn)規(guī)模普遍較小,密集于低端市場,既難以形成規(guī)模 經(jīng)濟 ,又無法提高技術(shù)水平,也容易形成惡性競爭。由于許多企業(yè)紛紛準備進入,已經(jīng)進入的企業(yè)準備擴大產(chǎn)能,以至于有機硅、環(huán)氧樹脂等不少化工新材料產(chǎn)品已經(jīng)存在短期內(nèi)因盲目投資而出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的危險。
(三)企業(yè)形成三個梯隊的格局,各梯隊之間差距較大
梯隊,主要由為數(shù)不多的外資(包括臺資)企業(yè)構(gòu)成。其特點是,產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗豐富、產(chǎn)業(yè)基礎完整、裝置普遍規(guī)模大、技術(shù)水平高、銷售能力強、產(chǎn)品鏈較為匹配、戰(zhàn)略清晰并運作規(guī)范,通常以較的基本產(chǎn)品和改性產(chǎn)品占據(jù)著高、中端市場,因而往往是市場,獲得較為豐厚的利潤。第二梯隊,是以中國化工集團公司藍星集團為代表的國有企業(yè),也有少量中石化集團所屬的中小型國有企業(yè)。其特點是,進入市場較早、積累起一定產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗、產(chǎn)業(yè)基礎完整、裝置有一定規(guī)模、有較強的技術(shù)積累和人才儲備、產(chǎn)品鏈較為完整、運作和管理規(guī)范但機制不靈活,多數(shù)產(chǎn)品進入中端市場,部分產(chǎn)品還處于低端,所獲利潤不夠穩(wěn)定,一些企業(yè)仍在一定程度上受到傳統(tǒng)國有企業(yè)弊端的困擾。第三梯隊,是數(shù)量眾多的民營中小型化工企業(yè)。其基本特點是,產(chǎn)業(yè)基礎較弱、裝置規(guī)模不大、技術(shù)水平普遍不高、產(chǎn)品鏈不完整、經(jīng)營靈活多變、對市場變化靈敏、行為短期化、進入市場快,少數(shù)規(guī)模較大、技術(shù)基礎較強的企業(yè)處于基本產(chǎn)品低端市場,多數(shù)企業(yè)則分布于廣泛的、分散的終端產(chǎn)品市場。這一梯隊中一些企業(yè)投機性很強,利潤高時快速進入市場,參與分享高額利潤,利潤低時立即退出;一些企業(yè)在地方政策保護下生存,利用資源或能源、忽視環(huán)保和質(zhì)量、
當前世界新材料產(chǎn)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(shù)、改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)的決定》,將包括新材料產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的七個產(chǎn)業(yè)領域列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),提出要以我國在納米、超導、稀土等材料科學技術(shù)研究方面的優(yōu)勢為基礎,以滿足國家重大工程建設和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(shù)和裝備,大力推進新型材料產(chǎn)業(yè)化,大力推進大宗材料規(guī)?;a(chǎn)應用。
2012年12月,工業(yè)和信息化部出臺《新材料產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的指導意見》提出,在制造業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)等產(chǎn)業(yè)領域強化企業(yè)、科研機構(gòu)和高校的協(xié)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(chǎn)業(yè)之一赫然在列。
是指那些易于磁化并可反復磁化的材料,但當磁場去除后,磁性即隨之消失。這類材料的特性標志是:磁導率(μ=B/H)高,即在磁場中很容易被磁化,并很快達到高的磁化強度;但當磁場消失時,其剩磁很小。這種材料在電子技術(shù)中廣泛應用于高頻技術(shù)。如磁芯、磁頭、存儲器磁芯;在強電技術(shù)中可用于制作變壓器、開關繼電器等。常用的軟磁體有鐵硅合金、鐵鎳合金、非晶金屬。
Fe-(3%~4%)Si的鐵硅合金是常用的軟磁材料,常用作低頻變壓器、電動機及發(fā)電機的鐵芯;鐵鎳合金的性能比鐵硅合金好,典型代表材料為坡莫合金(Permalloy),其成分為79%Ni-21%Fe,坡莫合金具有高的磁導率(磁導率μ為鐵硅合金的10~20倍)、低的損耗;并且在弱磁場中具有高的磁導率和低的矯頑力,廣泛用于電訊工業(yè)、電子計算機和控制系統(tǒng)方面,是重要的電子材料;非晶金屬(金屬玻璃)與一般金屬的不同點是其結(jié)構(gòu)為非晶體。它們是由Fe、Co、Ni及半金屬元素B、Si 所組成,其生產(chǎn)工藝要點是采用極快的速度使金屬液冷卻,使固態(tài)金屬獲得原子無規(guī)則排列的非晶體結(jié)構(gòu)。非晶金屬具有非常優(yōu)良的磁性能,它們已用于低能耗的變壓器、磁性傳感器、記錄磁頭等。另外,有的非晶金屬具有優(yōu)良的耐蝕性,有的非晶金屬具有強度高、韌性好的特點。
2.永磁材料(硬磁材料)
永磁材料經(jīng)磁化后,去除外磁場仍保留磁性,其性能特點是具有高的剩磁、高的矯頑力。利用此特性可制造磁鐵,可把它作為磁源。如常見的指南針、儀表、微電機、電動機、錄音機、電話及醫(yī)療等方面。永磁材料包括鐵氧體和金屬永磁材料兩類。
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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(jié)性能 納米結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)果是可以使納米結(jié)構(gòu)材料的燒結(jié)溫度大大降低,因此在較低溫度下燒結(jié)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(xiàn)出超塑性狀態(tài),即斷裂前產(chǎn)生很大的伸長量。
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