由材料委天津研究院編寫的《2017十三五新材料技術(shù)發(fā)展報告》(簡稱《白皮書》)將于近期發(fā)表。《白皮書》以圖文形式就高性能高分子材料、先進能源與電子材料、先進結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料、新型功能材料、材料基因工程包含的各類材料及產(chǎn)業(yè)布局等相關(guān)領(lǐng)域進行了詳細的解讀。并在此基礎(chǔ)上就我國新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢進行了預(yù)測,將為我國新材料行業(yè)的健康發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)管理工作提供一定的支撐及建設(shè)性意見,旨在為政府及業(yè)界決策提供參考。
現(xiàn)將高性能高分子材料領(lǐng)域內(nèi)容摘錄如下。
高性能高分子材料
◎ 高性能分離膜
◎ 環(huán)境友好生物基材料
◎ 特種工程塑料
◎ 功能性光學(xué)薄膜
高性能分離膜
綜述
分離膜是一種具有選擇性透過能力的膜型材料,其可在兩種相鄰流體相之間構(gòu)成不連續(xù)區(qū)間并影響流體中各組分的透過速度。高性能分離膜作為新型高效分離技術(shù)的核心材料,具有高分離性能、高穩(wěn)定性、低成本和長壽命等特征,是實現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)材料,在石油化工、醫(yī)藥、食品、電子、水處理與凈化、海水淡化和空氣凈化等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。據(jù)MarketsandMarkets 預(yù)測,2021 年全球分離膜市場規(guī)模將達到119.5 億美元,復(fù)合年均增長率為10.3%。
根據(jù)分離原理和推動力的不同,高性能分離膜可以主要被分為微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)、正滲透膜(FO)、電滲析膜(ED)、滲透汽化膜(PV)、氣體分離膜(GS)等幾大類。
從全球發(fā)展現(xiàn)狀來看,以美日為代表的國外企業(yè)在高性能分離膜領(lǐng)域優(yōu)勢較為明顯,尤其是在反滲透膜領(lǐng)域,形成了寡頭壟斷的格局,且在正滲透膜、氣體分離膜等熱點研究領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。相比較而言,我國在高性能分離膜研究領(lǐng)域的起步較晚,且中低端產(chǎn)品居多,尤其是在高性能反滲透膜、正滲透膜領(lǐng)域仍與國外企業(yè)有著較大差距。但是在我國政策及資金的大力支持下,我國的高性能分離膜研發(fā)進展迅速,在微濾、超濾膜領(lǐng)域已達到國際先進水平。
國內(nèi)外進展
(一)國外進展
國外在高性能分離膜領(lǐng)域起步較早,發(fā)展較為成熟,尤其是在反滲透膜領(lǐng)域已基本形成了壟斷局勢。在所有海外國家中,美國和日本在高性能分離膜領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢尤為明顯。
美國在高性能分離膜領(lǐng)域的代表型企業(yè)有覆蓋面較大的陶氏杜邦公司(DowDuPont)、科氏濾膜系統(tǒng)有限公司(Koch Membrane Systems,Inc, KMS)、懿華水處理技術(shù)公司(Evoqua Water Technologies LLC),專注于氣體分離膜的Air Products and Chemicals 公司、MembraneTechnology & Research 公司、Air Liquide Advanced Separations(ALaS)公司以及Generon 公司,在正滲透膜領(lǐng)域較為領(lǐng)先的Hydration Technology Innovations(HTI)公司和Oasys Water 公司等。2017 年10 月,GE 水處理被法國蘇伊士環(huán)境集團(Suez Environnement)收購后,美國在高性能分離膜領(lǐng)域的優(yōu)勢有所減弱。但是陶氏杜邦和科氏仍在努力維持自己的優(yōu)勢,近一年內(nèi)做出了很多成果。2017 年9 月26 日,陶氏杜邦宣布其水處理及過程解決方案業(yè)務(wù)部將為計劃于2018 年4 月開始商業(yè)運營的阿曼Barka 海水淡化廠的Barka IWP 提供超過22,000 個陶氏杜邦FILMTEC? 反滲透膜元件。科氏則在2017 年3 月宣布推出用于苛性堿回收再利用的Causti-COR?納濾系統(tǒng),2017 年5 月又與ADM 公司合作,用其PURON®HF 超濾系統(tǒng)為ADM 工廠的水處理設(shè)備升級,2017 年9 月宣布FLUID SYSTEMS® 反滲透膜與納濾膜產(chǎn)品線回歸。氣體分離領(lǐng)域,空氣化工產(chǎn)品公司2017 年在液化天然氣生產(chǎn)、生物質(zhì)制氫領(lǐng)域取得訂單,同時發(fā)布了新的PRISM®N3 氮氣分離膜,其分離效率提升近一倍。MTR 則在2017 年推出了新的溶劑脫水膜,主要用于乙醇,異丙醇,乙腈和四氫呋喃的脫水,經(jīng)該分離膜處理的溶劑其含水量較目前的分離措施可降低0.1-1%。
日本方面,高性能分離膜領(lǐng)域覆蓋較全的公司有日東電工株式會社(NITTODENKO CORPORATION)、東麗株式會社(Toray Industries,Inc.),另外還有偏向氣體分離的宇部興產(chǎn)株式會社(UBE INDUSTRIES,LTD.)、專注于超濾微濾的旭化成株式會社(Asahi Kasei Corporation)。2017 年10月18 日,旭化成的水處理用中空纖維過濾膜“Microza?”確定被科威特市近郊的反滲透膜法海水淡化裝置“多哈Phase1”作為預(yù)處理膜采用。
歐洲方面,在高性能分離膜領(lǐng)域較為領(lǐng)先的企業(yè)有法國蘇伊士環(huán)境集團、德國OSMO Membrane Systems GmbH、德國邁納德(MICRODYN-NADIRGmbH),以及以水通道蛋白和正滲透為主要特色的丹麥Aquaporin A/S、專注于無機膜研發(fā)的法國TAMI Industries、較早進行均相電滲析膜和雙極膜研發(fā)生產(chǎn)的德國Fumatech 等。2017 年,歐洲在該領(lǐng)域內(nèi)成果頗豐。2017 年10月,法國蘇伊士環(huán)境集團以34 億美元的價格完成了對GE 水處理工藝技術(shù)業(yè)務(wù)的收購。同月,新加坡達闊水技術(shù)(Darco Water Technologies Ltd.)與丹麥Aquaporin A/S 共同發(fā)起了一項正滲透廢水處理聯(lián)合試點項目,將在廢水處理中使用Aquaporin 公司的正滲透膜產(chǎn)品Aquaporin Inside? FO,該項目的重點是價值數(shù)十億美元的半導(dǎo)體工業(yè)廢水的處理。2018 年1 月8 日,邁納德宣布收購意大利Oltremare(奧純麥芮),拓展其事業(yè)版圖。
(二)國內(nèi)進展
隨著中國經(jīng)濟步入新常態(tài),實現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟與綠色、可持續(xù)發(fā)展相融合愈發(fā)必要。進入“十三五”以來,隨著水資源總量控制和水權(quán)交易政策的不斷出臺,以及水污染防治政策法規(guī)的密集落地,水處理行業(yè)迎來了蓬勃發(fā)展的新時期。
而膜法水處理技術(shù)是解決資源型缺水、保障我國水資源安全的重要舉措,是傳統(tǒng)工藝改造、實現(xiàn)資源回收利用的關(guān)鍵核心,更是在水環(huán)境保護、污水治理中承擔(dān)重要角色。為此,在科技部制定的《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》中,新型功能與智能材料方向規(guī)劃了高性能分離膜技術(shù),重點研究高性能海水淡化反滲透膜、水處理膜、特種分離膜、中高溫氣體分離凈化膜、離子交換膜等材料及其規(guī);a(chǎn)、工程化應(yīng)用技術(shù)與成套裝備,制膜原材料的國產(chǎn)化和膜組器技術(shù),旨在攻克高性能分離膜方向的基礎(chǔ)科學(xué)問題以及產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用集成關(guān)鍵技術(shù)和高效成套裝備技術(shù)。
目前,我國膜產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入一個快速成長期,超濾、微濾、反滲透等膜技術(shù)在能源電力、有色冶金、海水淡化、給水處理、污水回用及醫(yī)藥食品等領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模迅速擴大,新興技術(shù),例如正滲透、雙極膜電滲析等,也有多個具有標志性意義的大工程相繼建成并投產(chǎn)。據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2011-2016年我國膜產(chǎn)業(yè)市場的年均增長速率保持在27% 以上,且今后幾年我國的膜產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持兩位數(shù)以上的增幅。2016 年,我國整個膜產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模突破1400億元大關(guān),預(yù)計2017 年市場規(guī)模將達到1600 億元以上。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院測算,到2023 年我國膜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將接近4000 億元。而膜產(chǎn)品制造業(yè)的年增長率也將超過20%,大大高于國際水平。
總體而言,現(xiàn)階段我國膜技術(shù)發(fā)展前景良好。我國從事分離膜研究的院所、大學(xué)超過120 家,其中大約30 個研究團隊活躍在國際學(xué)術(shù)前沿。膜制品生產(chǎn)企業(yè)400 余家,工程公司近2000 家,在幾乎所有的分離膜領(lǐng)域都開展了工作。
發(fā)展趨勢及建議
目前,我國分離膜市場處于高速且平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢。但同時,我國膜產(chǎn)業(yè)也存在一些不足:

針對上述問題,對于未來我國在高性能分離膜領(lǐng)域的發(fā)展提出以下幾點建議:結(jié)合我國環(huán)境與資源現(xiàn)狀,研發(fā)適合我國國情的新產(chǎn)品、新技術(shù),從而帶動膜產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力;落實科技部制定的《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》,從技術(shù)源頭入手,提升產(chǎn)業(yè)的競爭力;注重膜產(chǎn)業(yè)配套能力的發(fā)展,自主開發(fā)與引進吸收并舉,快速提升產(chǎn)業(yè)鏈中的薄弱環(huán)節(jié);加強高校研究院所與企業(yè)間的合作交流,開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域,發(fā)揮各自資源優(yōu)勢,實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展;努力培育幾家行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè),通過示范效應(yīng),建立并完善分離膜產(chǎn)業(yè)標準,提升產(chǎn)品品質(zhì)和市場認可度。
環(huán)境友好生物基材料
概述
隨著當今世界能源、環(huán)境危機問題日益嚴重,推動環(huán)境友好型生物基材料的發(fā)展,以替代石化資源和減少白色污染,促進環(huán)境保護變得愈發(fā)重要。聚乳酸(PLA)也稱為聚丙交酯,屬于聚酯家族,是一種新型的生物基可生物降解材料。聚乳酸是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物,原料來源充分且可以再生。乳酸來自淀粉原料,而淀粉可由植物資源(如玉米、木薯)提取。淀粉經(jīng)糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵、純化制成乳酸,后者經(jīng)進一步化學(xué)合成反應(yīng)制得聚乳酸,生產(chǎn)過程環(huán)保無污染。聚乳酸制品具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中完全降解,最終生成二氧化碳和水,被植物吸收,從而實現(xiàn)在自然界的綠色循環(huán),這對保護環(huán)境非常有利。因此,聚乳酸已被公認為替代石油基塑料最具前景的環(huán)境友好材料。聚乳酸的合成、應(yīng)用、降解與再生示意圖如下:
圖- 聚乳酸的合成、應(yīng)用、降解與再生
我國重視發(fā)展聚乳酸制造與應(yīng)用技術(shù)?萍疾恐贫ǖ摹丁笆濉辈牧项I(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》中明確提出耐高溫聚乳酸等新型生物基材料、生物基紡織材料關(guān)鍵技術(shù)等重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)升級是發(fā)展重點之一。2017 年8 月,國家重點研發(fā)計劃所屬重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化專項——《高品質(zhì)聚乳酸纖維及其紡織品規(guī);苽渑c應(yīng)用》開始啟動,這將對我國聚乳酸制造與應(yīng)用技術(shù)體系的完善與成熟起到推動作用。
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
(一)全球市場及格局
除優(yōu)異的生物降解性能外,聚乳酸的透明度、力學(xué)性能等與聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等石油基聚合物相近,可有效替代石油基高分子材料;聚乳酸具有良好的加工成型性能,可采用注塑、吸塑、擠出成型、吹膜成型、發(fā)泡成型等方式加工;具有良好的抑菌性能,可廣泛應(yīng)用于塑料制品、紡織纖維、包裝材料、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域,市場前景十分廣闊。
據(jù)GRAND VIEW RESEARCH 報告,2016 年全球聚乳酸市場規(guī)模為12.9 億美元。隨著包裝、個人護理品和紡織品用材料使用量的日益激增,預(yù)計未來聚乳酸市場將出現(xiàn)大幅增長。其中包裝業(yè)務(wù)占據(jù)最大份額,2016 年已達到59.1%。此外,預(yù)計未來8 年(到2025 年),可降解塑料在購物袋、一次性餐具等領(lǐng)域的需求也將大幅增加。聚乳酸的最大市場歐洲由于在各種終端應(yīng)用領(lǐng)域(食品、飲料、化妝品、藥品等)實施生物基塑料的監(jiān)管規(guī)范,預(yù)計從2017 年到2025 年市場收入將以19.2%的復(fù)合年增長率增長。
(二)國外企業(yè)及進展
國外聚乳酸企業(yè)主要集中在美國、日本以及歐洲國家,生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先,產(chǎn)能較大?v觀全球,綜合實力名列前茅的公司往往都是專門生產(chǎn)和銷售PLA 的企業(yè)。目前,美國NatureWorks 是全球領(lǐng)先的PLA 企業(yè),其合作網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球,世界眾多廠商均使用其生產(chǎn)的Ingeo 樹脂加工、生產(chǎn)PLA 制品,近年來不斷推出3D 打印用PLA 新配方。荷蘭Corbion 公司與Total 公司共同開發(fā)的耐高溫PLA 也處于世界領(lǐng)先行列,在建工廠產(chǎn)能巨大,是未來有力的競爭企業(yè)之一。
NatureWorks 在聚乳酸3D 打印材料方面繼續(xù)發(fā)力,繼2016 年3 月29 日發(fā)布高沖擊強度與耐熱性3D 打印長絲新配方后,2017 年2 月28 日又推出可媲美ABS 耐熱性和抗沖擊性的3D 打印長絲Ingeo PLA 的新配方,有望銷往北美、亞洲以及歐洲。
NatureWorks 工廠位于美國內(nèi)布拉斯加州布雷爾市;2016 年新建實驗室從事乳酸發(fā)酵的研究及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
Corbion 公司則通過擴大產(chǎn)能鞏固其在PLA 的市場地位。2016 年11 月14 日,Corbion 公司宣布在泰國建設(shè)年產(chǎn)75000噸、一體化生產(chǎn)Luminy® 的工廠,并于2018 年下半年投產(chǎn)。此外,2017 年3 月2 日,Total 與Corbion 共同投資的TotalCorbion PLA 新公司宣布正式生產(chǎn)和銷售聚乳酸聚合物的業(yè)務(wù)。
(三)國內(nèi)企業(yè)及進展
據(jù)MarketsandMarkets 預(yù)計,從2015 年到2020 年,聚乳酸全球市場的年增長率將達到20.9%,到2020 年全球聚乳酸消費市場將達到51.6 億美元。由于消費者和塑料制造商環(huán)保意識的日益增強,加上政府立法的支持,亞太地區(qū)將成為消費增長最快的市場。
我國PLA 生產(chǎn)企業(yè)主要集中在長三角和珠三角地區(qū),特別是長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)集中、集群規(guī)模大、競爭力強。首屈一指的是浙江海正,其聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)領(lǐng)先且產(chǎn)能高;珠三角地區(qū)僅有光華偉業(yè),但產(chǎn)業(yè)鏈成熟,產(chǎn)學(xué)結(jié)合緊密,所占市場份額僅次于浙江海正,其PLA 生產(chǎn)目前在我國也屬領(lǐng)先地位。
值得特別指出的是,目前我國聚乳酸設(shè)計產(chǎn)能已超過20 萬噸/ 年(見下表)。目前,世界最大的丙交酯生產(chǎn)企業(yè)Corbion-Purac 的丙交酯生產(chǎn)規(guī)模僅為75000 噸/ 年,而我國至今沒有實現(xiàn)丙交酯的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),因此我國聚乳酸生產(chǎn)用丙交酯市場被其壟斷。為解決我國發(fā)展聚乳酸產(chǎn)業(yè)的這一瓶頸問題,“金丹生物新材料有限公司”采用南京大學(xué)“國家有機毒物污染控制與資源化工程技術(shù)研究中心”開發(fā)的“生物質(zhì)有機胍催化法全綠色封閉循環(huán)工藝合成光學(xué)純L- 丙交酯”的原創(chuàng)技術(shù),正在建設(shè)“10000噸/ 年L- 丙交酯聯(lián)產(chǎn)1000 噸/ 年聚L- 乳酸”連續(xù)化生產(chǎn)裝置,預(yù)期于2018 年7 月實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)后立即開展100000 噸/ 年L- 丙交酯生產(chǎn)線的設(shè)計與建設(shè)!盁o錫南大綠色環(huán)境友好材料技術(shù)研究院有限公司”采用南京大學(xué)“國家有機毒物污染控制與資源化工程技術(shù)研究中心”開發(fā)的“生物質(zhì)有機胍催化法全綠色工藝合成聚乳酸”原創(chuàng)技術(shù)正在建設(shè)“5000 噸/ 年聚L- 乳酸”連續(xù)化生產(chǎn)裝置,預(yù)期于2018 年10 月實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)后立即開展100000 噸/ 年聚L- 乳酸連續(xù)化生產(chǎn)裝置的設(shè)計與建設(shè)。
2017 年以來我國PLA 市場增長迅速,其中光華偉業(yè)2017 年上半年度環(huán)境友好型生物材料實現(xiàn)銷售收入3,319.74 萬元,同比增長34.25%;3D 打印業(yè)務(wù)實現(xiàn)銷售收入153.37 萬元,同比增長211.53%。
此外,國內(nèi)政策利好消息不斷,PLA 主要企業(yè)通過擴大產(chǎn)能鞏固市場地位。海正加緊了于2015 年立項啟動的5 萬噸PLA項目建設(shè),預(yù)計于2019 年初投產(chǎn),屆時海正PLA 的年產(chǎn)量將達65000 噸;九江科院生物化工有限公司2017 年中首期工程建成投產(chǎn),計劃2018 年啟動二期萬噸級高性能聚乳酸及改性生物降解材料生產(chǎn)線的建設(shè)。
發(fā)展趨勢及建議
聚乳酸作為一種綠色環(huán)保材料,具有取代傳統(tǒng)石油基高分子材料的潛力,可有效地緩解對石化資源的依賴及減少白色污染問題。再加上《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》、國家重點研發(fā)計劃等利好政策,可以預(yù)見我國聚乳酸產(chǎn)業(yè)在未來有巨大的發(fā)展空間。鑒于此,聚乳酸的發(fā)展趨勢與建議如下:
特種工程塑料
概述
特種工程塑料是指綜合性能較高,長期使用溫度在150℃以上的一類工程塑料,具有獨特、優(yōu)異的物理性能,主要應(yīng)用于電子電氣、航空航天、汽車、醫(yī)療等高科技領(lǐng)域。
我國科技部制定的《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》報告中明確指出特種工程塑料是重點發(fā)展的先進結(jié)構(gòu)材料技術(shù)之一,且制定了將特種工程塑料等高端產(chǎn)品的自給率5 年內(nèi)從30% 提高到50% 的目標。其中高性能聚醚酮、聚酰亞胺、耐輻照型聚酰亞胺纖維等被列為重點發(fā)展材料。
聚酰亞胺(PI)是一類分子鏈中含有環(huán)狀酰亞胺基團的高分子聚合物,可分為均苯型PI、可溶性PI、聚酰胺- 酰亞胺(PAI)、聚醚亞胺(PEI)。作為一種特種工程材料,已廣泛應(yīng)用在航空航天、微電子、分離膜、激光等領(lǐng)域。
近年來,各國都在研究、開發(fā)及利用聚酰亞胺,并將PI 列為“21 世紀最有希望的工程塑料”之一。鑒于其優(yōu)異的性能,又被稱為是“解決問題的能手”,人們普遍認為“沒有聚酰亞胺就不會有今天的微電子技術(shù)”。
聚醚醚酮(PEEK)是一種半結(jié)晶態(tài)芳香族熱塑性工程塑料,被譽為“工程塑料綜合性能之王”,自問世起就被稱為戰(zhàn)略性軍工材料。由于PEEK 具有極其出色的物理、化學(xué)及力學(xué)性能,在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料,在減輕質(zhì)量、提高性能方面貢獻突出,成為當今最熱門的高性能工程塑料之一。PEEK 在航空航天領(lǐng)域可以替代鋁和其他金屬材料制造飛機零部件;在能源電力領(lǐng)域可作為電線電纜、線圈骨架等材料用于核電站;在電子信息領(lǐng)域中可用于晶片承載絕緣膜、印刷線路板和高溫接插件等;在醫(yī)療領(lǐng)域用于生產(chǎn)滅菌要求高、需反復(fù)使用的手術(shù)和牙科設(shè)備,并且可以替代金屬制作的人造骨骼;在汽車和其它機械工業(yè)領(lǐng)域,“以塑代鋼”作用尤為突出,常作為金屬不銹鋼和鈦的替代品用于制造發(fā)動機內(nèi)罩、汽車軸承、離合器零件、墊片、密封件、保險杠等各種零部件,另外也可用于汽車的傳動、剎車和空調(diào)系統(tǒng)中。
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
(一)聚酰亞胺(PI)
聚酰亞胺材料具有優(yōu)異的耐高溫、耐低溫、高強高模、高抗蠕變、高尺寸穩(wěn)定、低熱膨脹系數(shù)、高電絕緣、低介電常數(shù)與低損耗、耐輻射、耐腐蝕等優(yōu)點,同時具有真空揮發(fā)份低、揮發(fā)可凝物少等空間材料的特點,可加工成聚酰亞胺薄膜、耐高溫工程塑料、復(fù)合材料用基體樹脂、耐高溫粘結(jié)劑、纖維和泡沫等多種材料形式,因此在許多高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價值。
在聚酰亞胺的產(chǎn)業(yè)鏈中,聚酰亞胺單體是由二元酐和二元胺合成,在極性溶劑中先進行低溫縮聚,獲得可溶的聚酰胺酸,成膜或紡絲后加熱至300℃左右脫水成環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)榫埘啺;產(chǎn)品以薄膜、涂料、纖維、工程塑料、復(fù)合材料、膠粘劑、泡沫塑料、分離膜、液晶取向劑、光刻膠等為主,可應(yīng)用到航空航天、電氣絕緣、液晶顯示、汽車醫(yī)療、原子能、衛(wèi)星、核潛艇、微電子、精密機械包裝等。
1、全球市場及格局
PI 技術(shù)在世界范圍內(nèi)呈寡頭壟斷局面,技術(shù)封鎖嚴密。PI 薄膜發(fā)展較好,擁有技術(shù)的巨頭企業(yè)較多,但PI 薄膜仍屬于高技術(shù)壁壘行業(yè)。目前全球產(chǎn)能仍然主要由國外少數(shù)企業(yè)所壟斷,包括美國杜邦、日本鐘化、韓國SKPI 以及日本宇部興產(chǎn)株式會社等。據(jù)美國調(diào)查咨詢公MarketsandMarkets 數(shù)據(jù)顯示,2017 年全球PI 薄膜的市場規(guī)模為15.2 億美元,預(yù)計2022 年將達到24.5 億美元。
而PI 纖維、PI 涂料、PI 工程塑料技術(shù)只集中在極少數(shù)公司手中,幾乎壟斷市場。如PI 纖維的供應(yīng)主要集中在德國贏創(chuàng)的P84 纖維和我國長春高琦的軼綸纖維,其應(yīng)用領(lǐng)域廣、需求市場正在擴大。
美國、歐洲、日本是世界上聚酰亞胺最主要的消費市場,如美國主要消費領(lǐng)域是塑料;日本主要消費領(lǐng)域是薄膜和塑料;而未來亞太地區(qū)將會是最主要的增長市場。隨著航空航天、汽車、電子工業(yè)等領(lǐng)域的高速發(fā)展,PI 應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,待開拓市場巨大。MarketsandMarkets 預(yù)計在2017-2022 年期間,柔性印刷電路將成為全球聚酰亞胺薄膜市場規(guī)模最大、增長最快的應(yīng)用領(lǐng)域;2016 年全球聚酰亞胺薄膜市場中,電子和汽車分別占據(jù)第一、第二的市場份額,而航空航天領(lǐng)域預(yù)計將在2017-2022 年間顯著發(fā)展;未來,亞太地區(qū)將成為最大的聚酰亞胺薄膜市場,中國、印度、日本和韓國是這一地區(qū)的PI 薄膜市場的主力。
2、國外企業(yè)及進展
目前國外聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)集中在少數(shù)國家的少數(shù)企業(yè)。如PI 纖維產(chǎn)品,其生產(chǎn)與銷售主要集中在德國贏創(chuàng);PI 薄膜技術(shù)掌握在杜邦、鐘化及宇部興產(chǎn)手中。沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司和韓國SKPI 公司的PI 產(chǎn)品也在世界市場上占有一席之地,各有優(yōu)勢。
聚酰亞胺技術(shù)壁壘高,各公司對知識產(chǎn)權(quán)保護嚴密。2017 年5 月24 日韓國SKPI 美國分公司侵權(quán)日本鐘化聚酰亞胺薄膜知識產(chǎn)權(quán)一案終于塵埃落定。此案歷時兩年,美國當?shù)胤ㄔ号卸n國SKPI 賠償日本鐘化約1349 萬美元。
目前,全球聚酰亞胺市場發(fā)展平穩(wěn)。據(jù)杜邦2017 年第三季度財務(wù)報告稱,Vespel® 工程塑料在航空航天和電子市場勢頭迅猛;宇部興產(chǎn)2017 年上半年度財務(wù)報表指出,聚酰亞胺業(yè)務(wù)由于以電路板為主的薄膜銷售增加,銷售額看漲;鐘化2017 年上半年度財務(wù)報告也指出由于智能手機廠商新機型的需求增大將提高產(chǎn)能,同時推動其聚酰亞胺薄膜的銷售增長,但今后會根據(jù)數(shù)字化設(shè)備的發(fā)展及時調(diào)整聚酰亞胺薄膜的供需體制。
各大公司均加大研發(fā)力度,力求推陳出新,但并不見有增加產(chǎn)能的舉動。2017 年11 月14 日,SABIC 發(fā)布消息稱將于2018年推出基于高性能材料組合的多款差異化產(chǎn)品,包括EXTEM?熱塑性聚酰亞胺(TPI) 樹脂的長絲;宇部興產(chǎn)2017 財年年報中表示要優(yōu)先擺脫聚酰亞胺赤字情況,薄膜暫時保持現(xiàn)狀,加速涂料的科研;宇部興產(chǎn)中期經(jīng)營計劃決定對聚酰亞胺業(yè)務(wù)重新審視經(jīng)營模式,進行業(yè)務(wù)重建,在涂料方面集中力量研發(fā)柔性顯示材料,在薄膜方面提高電路板(FPC)市場占有率并擴大銷售雙面COF 薄膜。
3、國內(nèi)企業(yè)及進展
由于聚酰亞胺生產(chǎn)成本高、技術(shù)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品穩(wěn)定性較差等問題,我國產(chǎn)業(yè)化進程緩慢。但是,我國聚酰亞胺的應(yīng)用已經(jīng)拓展到航空、航天、微電子、環(huán)保、交通等多個領(lǐng)域。
PI 產(chǎn)業(yè)遍布全國各地,較強的企業(yè)集中在臺灣、珠三角和東北地區(qū)。臺灣的達邁科技在世界市場也占有一定的份額,營收也是節(jié)節(jié)攀升;長春高琦的軼綸纖維和獨創(chuàng)的特種紙都在技術(shù)上處于世界領(lǐng)先水平。而其他公司多以科研院所為依托,研發(fā)投入與生產(chǎn)投入并舉。
但與國外先進國家相比,國內(nèi)企業(yè)總體實力上還存在一定差距?v觀各企業(yè),裝置規(guī)模小,多數(shù)生產(chǎn)裝置僅為百噸級;產(chǎn)品較為單一,主要以PI 薄膜為主,其它種類產(chǎn)量很少;產(chǎn)品精細化程度不夠,應(yīng)用領(lǐng)域也主要是薄膜和模塑料。
(二)聚醚醚酮(PEEK)
PEEK 分子鏈由苯環(huán)和相連的酮基、醚基構(gòu)成,苯環(huán)為PEEK 材料提供了剛性,醚鍵提供了韌性,因此PEEK 是韌性與剛性兼?zhèn)涞木C合性材料。此外,PEEK 的耐熱性、耐水解性、耐溶劑性、電絕緣性、抗輻射性、抗疲勞性優(yōu)異,且有一定的生物相容性,氧指數(shù)較高,燃燒時產(chǎn)生的煙少且無毒。
PEEK 樹脂是由英國帝國化學(xué)工業(yè)集團(ICI)于20 世紀70 年代末開發(fā)。作為一種戰(zhàn)略性軍工材料,在其問世之初就被許多國家限制出口。隨著PEEK 材料在民用領(lǐng)域的應(yīng)用擴大才逐漸放寬,但是由于其價格昂貴,極大地限制了PEEK 的廣泛應(yīng)用。為此,我國將PEEK 材料的研制列為國家重點科技攻關(guān)計劃和國家“863”計劃,吉林大學(xué)特種工程塑料中心開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的PEEK 合成路線,實現(xiàn)了PEEK 的大批量生產(chǎn)。
1、全球市場及格局
MarketsandMarkets 于2017 年2 月發(fā)布的PEEK 市場報告預(yù)計到2021年,全球PEEK 市場將達到6.643 億美元,2016 年至2021 年的復(fù)合年增長率為6.3%。在全球PEEK 市場,新的應(yīng)用和產(chǎn)品等級將在航天和國防等工業(yè)領(lǐng)域得到發(fā)展。此外,北美用于航空航天和醫(yī)療行業(yè)PEEK 的快速增長將導(dǎo)致未來五年P(guān)EEK 市場的高速增長。
由于技術(shù)壁壘高,研發(fā)投入大,目前掌握PEEK 聚合工藝的企業(yè)并不多,全球市場屬于寡頭競爭格局,主要集中在歐洲和中國。其中,國外主要以英國威格斯(Victrex)、比利時索爾維(Solvay)、德國贏創(chuàng)工業(yè)(Evonik)為主,國內(nèi)企業(yè)主要有吉林省中研高分子材料股份有限公司(簡稱中研股份)、盤錦中潤特塑有限公司、長春吉大特塑工程研究有限公司和廣州金發(fā)科技等。
2、國外產(chǎn)業(yè)格局
全球市場以歐洲為主,主要生產(chǎn)企業(yè)包括英國威格斯、比利時索爾維和德國贏創(chuàng)。其中威格斯的VICTREX PIPES?作為金屬材料替代管道系統(tǒng)可減重高達70%,現(xiàn)已進軍航空航天市場,被指定用于空客A350 XWB 的貨艙排水系統(tǒng),可用于低壓液體處理系統(tǒng)、電纜管道和保護外套,能夠使飛機制造者提高現(xiàn)有和新商用飛機的效率。
伴隨著全球市場需求的增長,各大企業(yè)紛紛投資擴大產(chǎn)能,鞏固在PEEK 市場的地位。據(jù)MarketsandMarkets 報道,2015 年,英國威格斯占PEEK 市場最大市場份額,預(yù)計在未來幾年將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。最近,威格斯公司將其PEEK 的產(chǎn)能擴大到7150 噸。比利時索爾維占據(jù)PEEK 市場的第二大市場份額。此外,2017 年11 月,由德國贏創(chuàng)工業(yè)集團和吉林大學(xué)共同組建的中外合資高新技術(shù)企業(yè)吉大贏創(chuàng)高性能聚合物(長春)有限公司飛翔項目二期—聚醚醚酮工藝設(shè)備升級項目投產(chǎn),企業(yè)產(chǎn)能增長50% 以上,產(chǎn)值將實現(xiàn)翻番。
除了擴大產(chǎn)能外,威格斯還通過收并購進一步鞏固其在PEEK 市場的領(lǐng)導(dǎo)地位。2017 年4 月,威格斯收購了在航天、汽車和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣受認可的PEEK 纖維全球領(lǐng)先制造商Zyex。這一舉措使得威格斯可以基于VICTREX? PEEK 的差異化解決方案來開拓新的市場,借助規(guī)模效益、生產(chǎn)能力和專業(yè)技術(shù)來加速現(xiàn)有和全新的PEEK 纖維應(yīng)用市場發(fā)展。除了把握開發(fā)現(xiàn)有和新的應(yīng)用所帶來的機會外,這次收購還可讓威格斯在2016 年成立的增材制造聯(lián)盟基礎(chǔ)上,在纖維領(lǐng)域探索潛在的增材制造。而在此之前,威格斯的聚芳醚酮已經(jīng)在長絲熔融和粉料激光燒結(jié)的3D 打印零件中得到應(yīng)用,同時該公司還在積極開發(fā)新的解決方案,其中目標之一是提高增材制造技術(shù)“激光燒結(jié)”中所使用的粉料的重復(fù)利用率。
此外,索爾維也在積極拓展其PEEK 在醫(yī)療領(lǐng)域的市場,2017 年11 月,索爾維推出新的碳纖維增強、可用于植入性器械的射線可穿透聚醚醚酮Zeniva® ZA-600 CF30。該材料具有與皮質(zhì)骨相近的模量,與植入器械用金屬不同的是,它可以通過保持周圍骨組織的正常應(yīng)力,盡可能減少植入器械對骨密度的影響。
3、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)格局
由于技術(shù)壁壘高,投資風(fēng)險大,我國能夠生產(chǎn)PEEK 企業(yè)較少,且相對于威格斯、索爾維等國外PEEK 企業(yè),國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)能力普遍較低。國內(nèi)的PEEK 企業(yè)包括中研股份、盤錦中潤特塑有限公司、長春吉大特塑工程研究有限公司、廣州金發(fā)科技等。
中研股份是我國PEEK 主要的生產(chǎn)商,其PEEK 樹脂生產(chǎn)使用的是其自行研發(fā)的催化劑體系,采用高溫縮聚反應(yīng)和氣流渦旋粉碎工藝,可生產(chǎn)不同目數(shù)的PEEK 純樹脂超細粉系列產(chǎn)品;運用柱式疊網(wǎng)超微過濾方法還可生產(chǎn)超高純PEEK 純樹脂顆粒;與耐高溫結(jié)構(gòu)材料和電絕緣材料進行復(fù)合改性,可生產(chǎn)各種牌號的復(fù)合改性專用料。2017 年2 月,中研股份研制出PEEK 復(fù)絲纖維及PEEK 單絲纖維專用料,進一步增強PEEK 纖維的綜合穩(wěn)定性,成功將PEEK 纖維推向量產(chǎn)化。
除中研股份外,盤錦中潤特塑有限公司的1000 噸/ 年共聚醚醚酮生產(chǎn)裝置現(xiàn)已投產(chǎn)和銷售,其產(chǎn)能有效地保證了CoPEEK產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。此外,金發(fā)科技作為國內(nèi)改性塑料的龍頭企業(yè),采用了獨特的技術(shù)生產(chǎn)PEEK 樹脂,牌號為VisPEEK,已建成百噸級中試線,正在建設(shè)千噸級生產(chǎn)線,目前僅供給部分客戶。此外,吳忠文為金發(fā)科技的首席科學(xué)家、廣東省特種工程塑料企業(yè)重點實驗室主任(金發(fā)科技所屬實驗室),可以預(yù)見金發(fā)科技在PEEK 領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。
發(fā)展趨勢及建議
(一)聚酰亞胺(PI)
2017 年各大企業(yè)的PI 銷售景氣,盈利可觀。杜邦、鐘化、宇部興產(chǎn)等各大廠家的PI 產(chǎn)品均在柔性覆銅板、柔性顯示器、動力電池、智能手機等電子行業(yè)帶動下健康發(fā)展。未來,PI 產(chǎn)業(yè)將隨著電子行業(yè)的發(fā)展而調(diào)整結(jié)構(gòu),且市場潛力巨大,特別是亞太地區(qū)。
PI 產(chǎn)品主要朝著高性能化和低成本化方向發(fā)展,開發(fā)差別化和特殊應(yīng)用領(lǐng)域的PI 產(chǎn)品也是重要的發(fā)展趨勢。聚酰亞胺纖維已經(jīng)成為重要的PI 產(chǎn)品,除德國贏創(chuàng)、我國長春高琦和江蘇奧神外,SABIC 也即將于2018 年內(nèi)推出基于高性能材料組合的多款差異化產(chǎn)品,如基于聚酰亞胺樹脂的長絲。為適應(yīng)市場需求,我們一方面要將PI 纖維等產(chǎn)品作為重要的發(fā)展方向,另一方面,利用地緣與市場優(yōu)勢,重點發(fā)展聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)。我國聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要攻破技術(shù)壁壘,并實現(xiàn)規(guī);慨a(chǎn),擴大產(chǎn)能。無論是國內(nèi)還是國外,將聚酰亞胺以薄膜、涂料、層壓板、工程塑料等產(chǎn)品拓展到國防軍工、航空航天、微電子、能源動力等高科技領(lǐng)域已經(jīng)成為了市場主流趨勢之一。
亞太地區(qū)未來將成為最大的聚酰亞胺需求市場。我國地處亞洲,無論應(yīng)對國內(nèi)還是亞太地區(qū)市場都比其它國家,如德國、美國、日本等更具有優(yōu)勢;今后這些國家為爭取市場份額勢必將產(chǎn)地進行轉(zhuǎn)移。因此,我國需要繼續(xù)加大聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研發(fā)力度,重視改性等基礎(chǔ)研發(fā),著力解決聚酰亞胺高成本問題,盡快采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的聚酰亞胺生產(chǎn)工藝技術(shù)并逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化工程技術(shù)的突破。為滿足國內(nèi)以及國際市場的需求,各大廠家也應(yīng)逐步擴大產(chǎn)能,從百噸級逐漸成長為千噸級。
(二)聚醚醚酮(PEEK)
整體來說,我國在發(fā)展PEEK 材料方面已經(jīng)突破了一些關(guān)鍵技術(shù),有些制造商已經(jīng)實現(xiàn)了千噸級產(chǎn)能。我國也有一些企業(yè)從事供應(yīng)聚醚醚酮樹脂的專用料及二次制品的研發(fā),其中中研股份研制出PEEK 纖維專用料,PEEK 纖維量產(chǎn)化指日可待,產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景樂觀。針對我國PEEK 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,未來發(fā)展趨勢與建議如下:
第一,發(fā)展PEEK/ 碳纖維復(fù)合材料。長期以來,碳纖維增強PEEK 復(fù)合材料被設(shè)計用作航空材料,而隨著加工技術(shù)的發(fā)展,未來在汽車輕量化、醫(yī)療植入器械等領(lǐng)域具有較大的發(fā)展前景。根據(jù)不同制造工業(yè)與工作條件,研發(fā)不同的PEEK/ 碳纖維預(yù)浸料工藝技術(shù)與品種,進一步開發(fā)連續(xù)碳纖維增強PEEK 復(fù)合材料,降低成本、開拓市場。
第二,加快3D 打印PEEK 材料發(fā)展。近年來,隨著國內(nèi)外市場對高分子聚合物3D打印的期望和熱情越來越高,PEEK 在3D 打印領(lǐng)域的發(fā)展機會正逐步顯現(xiàn)。推動PEEK材料的自主研發(fā)與加工工藝的創(chuàng)新,包括長絲熔融和粉料激光燒結(jié)及其它解決方案,加快在3D 打印PEEK 材料在航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用的步伐。
第三,推動PEEK 纖維向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。PEEK 纖維作為新一代纖維制品,國外已經(jīng)有成功的案例和成型的應(yīng)用,威格斯借助規(guī)模效益、生產(chǎn)能力和專業(yè)技術(shù)來加速現(xiàn)有和全新的PEEK 纖維市場發(fā)展。國內(nèi)PEEK 纖維制品的研發(fā)較為落后,必須加快國產(chǎn)纖維級PEEK 樹脂原料及PEEK 纖維制品的研究與開發(fā),并提高紡絲技術(shù)與相關(guān)設(shè)備的制造能力,盡快將PEEK 纖維推向產(chǎn)業(yè)化。
功能性光學(xué)薄膜
概述
以高分子為基材的功能薄膜產(chǎn)品越來越廣泛的應(yīng)用在各領(lǐng)域中,尤其是具有光學(xué)功能的薄膜。光學(xué)薄膜大致可分為兩組:偏光片和背光模組光學(xué)薄膜,主要應(yīng)用領(lǐng)域是薄膜晶體管液晶顯示屏(TFT-LCD)。液晶模組構(gòu)造如下圖,其中,背光模組主要包括反射膜、擴散膜、增亮膜等,聚酯光學(xué)膜一般用于液晶顯示屏的背光模組部件;偏光片是由聚乙烯醇(PVA)薄膜、三醋酸纖維薄(TAC)膜、壓敏膠層、保護膜等復(fù)合而成,其中PVA 膜和TAC 膜是最主要的膜層。
圖- 液晶模組構(gòu)造圖
功能性光學(xué)薄膜作為重要的新材料,近年來受到了國家相關(guān)政策的關(guān)注與支持。我國科技部制定的《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》中要求大力發(fā)展新型顯示技術(shù),并將TFT 等印刷顯示關(guān)鍵材料與技術(shù)作為發(fā)展重點之一。此外,國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中的新材料提質(zhì)和協(xié)同應(yīng)用工程專欄中明確提出加快制定光學(xué)功能薄膜標準,完善節(jié)能環(huán)保用功能性膜材料配套標準。
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
(一)全球市場情況
隨著LCD 電視、手機、電腦等終端消費類電子產(chǎn)品市場需求的強勁增長,LCD 產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,液晶模組市場的需求也將逐年增加。鑒于OLED 技術(shù)不夠成熟且成本居高不下,同時LCD 技術(shù)本身不斷向前發(fā)展,未來一段時期內(nèi)LCD 電視仍將處于絕對主導(dǎo)地位,LCD 電視出貨量將保持持續(xù)增長。LCD 電視市場規(guī)模的不斷增長將有效帶動上游相關(guān)產(chǎn)業(yè)(如液晶面板、光學(xué)膜片等)市場需求的持續(xù)增加。LCD 光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)鏈如下表。
表-LCD 光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)鏈
目前全球偏光片用PVA 膜呈現(xiàn)日本可樂麗一家獨大的局面,其PVOH(PVA)薄膜從30 多年前開始就幾乎一直壟斷著這一應(yīng)用領(lǐng)域;國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)較少,安徽皖維集團有限責(zé)任公司是國內(nèi)少數(shù)幾家能批量生產(chǎn)PVA 光學(xué)膜的企業(yè)之一,其光學(xué)薄膜與TAC 膜復(fù)合后,可用于TN、STN、TFT 等液晶顯示及偏光眼鏡用偏光片的制造。
(二)國外企業(yè)及進展
光學(xué)膜市場長期以來被國外企業(yè)所壟斷,國內(nèi)進口依存度較高。目前,全球光學(xué)基膜基本由國外大公司生產(chǎn),尤其是高檔光學(xué)基膜產(chǎn)品的國內(nèi)外市場,幾乎都被日韓公司所壟斷。其中在PET 光學(xué)薄膜領(lǐng)域,東麗是聚酯薄膜生產(chǎn)企業(yè)的巨頭之一,掌握著光學(xué)膜的核心生產(chǎn)技術(shù),旗下遍布的工廠PET 薄膜生產(chǎn)能力高,應(yīng)用范圍廣,利潤豐厚。
為應(yīng)對聚酯光學(xué)膜的市場需求,日本三菱化學(xué)在中國擴大聚酯薄膜加工產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)施。2017 年11 月24 日,三菱化學(xué)決定在三菱化學(xué)光學(xué)薄膜(無錫)公司引進新設(shè)備提高產(chǎn)能,以生產(chǎn)和供應(yīng)液晶電視偏光板所用的離型膜等。投資額約15 億日元,預(yù)計于2019 年4 月開始商業(yè)化量產(chǎn)。
SKC 在積極擴大薄膜事業(yè),搶占市場方面動作頻繁。2017 年3 月17 日,SKC 決定從美國Dow Chemical 收購SKC HAAS 的51% 股份,積極擴大薄膜加工事業(yè),確保新成長動力。SKC HAAS 是2007 年由SKC 和美國化學(xué)企業(yè)Rohm & Haas(2009 年由Dow Chemical 收購)成立的合資公司,是韓國排名第一的薄膜加工、銷售企業(yè),在韓國天安和中國蘇州設(shè)有生產(chǎn)線,其中用于LCD 顯示器背光模組(BLU)的擴散膜和反射膜是其主要產(chǎn)品之一。SKC 認為在現(xiàn)有SKC 薄膜制造事業(yè)基礎(chǔ)上,如果增加SKC HAAS 的薄膜加工事業(yè),就能獲得協(xié)同效應(yīng)。
此外,2017 年10 月,SKC 在中國南通工廠組建新業(yè)務(wù)/ 化學(xué)/ 薄膜新事業(yè)據(jù)點,加快攻占中國市場,包括組建LCD/ 半導(dǎo)體用濕化學(xué)生產(chǎn)設(shè)施,以2021 年實現(xiàn)1300 億韓元銷售額為目標。
(三)國內(nèi)企業(yè)及進展
中國是全球電視、電腦、手機主要的生產(chǎn)國和消費國,其中下游LCD 電視及面板產(chǎn)能不斷向國內(nèi)轉(zhuǎn)移,從而帶動上游光學(xué)膜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。但與日韓等國家相比,我國LCD 面板的上游原料等自給能力相對較弱,主要依靠進口,呈現(xiàn)出貨量高,但收入占比少的局面。近年來,在國家政策的扶持下,國內(nèi)光學(xué)膜行業(yè)取得了一定進展。國內(nèi)少數(shù)光學(xué)膜生產(chǎn)企業(yè),例如康得新、皖維、樂凱、寧波激智科技股份有限公司等,陸續(xù)實現(xiàn)了光學(xué)膜產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的突破,所生產(chǎn)的光學(xué)膜產(chǎn)品逐步打破日、韓等企業(yè)的壟斷。
康得新配套有年產(chǎn)2.5 萬噸的光學(xué)膜基材PET、1 萬噸保護膜和0.61 萬噸UV 固化樹脂。合肥樂凱具有5 條聚酯薄膜生產(chǎn)線、10 條精密涂布生產(chǎn)線和3 條聚酯切片生產(chǎn)線,資產(chǎn)規(guī)模近20 億元,現(xiàn)已發(fā)展成國內(nèi)最具影響力的光學(xué)膜生產(chǎn)及深加工產(chǎn)業(yè)集群。安徽皖維集團有限責(zé)任公司PVA 光學(xué)薄膜、PVB 樹脂及膜片等產(chǎn)品處于行業(yè)技術(shù)最前沿,先后被列入國家重點科技攻關(guān)項目、國家火炬計劃項目。
近年來,康得新為鞏固其在光學(xué)薄膜的地位持續(xù)發(fā)力。據(jù)報道,康得新的光學(xué)膜一期項目年產(chǎn)2 億平方米產(chǎn)能已經(jīng)投產(chǎn),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更多地轉(zhuǎn)向高附加值光學(xué)膜,有效地提升其盈利水平。此外,康得新光學(xué)膜二期項目1 億平方米產(chǎn)能在建,其中光學(xué)級薄型PET 基材等產(chǎn)品已于2017 年初起陸續(xù)建成投產(chǎn);PET 基材的自產(chǎn)可降低該公司光學(xué)膜的生產(chǎn)成本,增厚產(chǎn)品毛利。
按照合肥樂凱2020 年發(fā)展戰(zhàn)略框架的部署,合肥樂凱將再建8-10 條聚酯薄膜及精密涂布生產(chǎn)線,進一步擴大經(jīng)營規(guī)模,形成若干個年產(chǎn)量超萬噸的光學(xué)基膜產(chǎn)品和若干個年產(chǎn)超千萬平方米的功能膜產(chǎn)品,成為中國國內(nèi)技術(shù)實力最強、市場占有率最高、國際一流的膜材料供應(yīng)商,引領(lǐng)中國光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
此外,合肥樂凱科技產(chǎn)業(yè)有限公司主導(dǎo)制定的國家標準《光學(xué)功能薄膜聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜雙折射測定方法》和行業(yè)標準《光學(xué)級聚酯薄膜預(yù)涂底層聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜》于2017 年雙雙榮獲中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會授予的全國石油和化學(xué)工業(yè)優(yōu)秀標準項目稱號。其中,《光學(xué)級聚酯薄膜預(yù)涂底層聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜》屬于新型平板顯示器用光學(xué)聚酯薄膜產(chǎn)品標準,適用于有可印刷、高附著等要求的深加工用光學(xué)聚酯薄膜。該標準產(chǎn)品充分滿足了當前我國新型顯示新材料的要求,并一舉打破國外公司的技術(shù)壁壘。
2017 年6 月23 日,江蘇裕興為滿足市場需求、擴大高端功能聚酯薄膜的生產(chǎn)能力、提高產(chǎn)品的市場占有率,憑借已具備的功能聚酯薄膜生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢,擬以自有資金12,800 萬元建設(shè)年產(chǎn)2 萬噸高端功能聚酯薄膜生產(chǎn)線項目。
發(fā)展趨勢及建議
與日韓等國家相比,我國LCD 面板的上游原料等自給能力相對較弱。我國在LCD 產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中較長的一段時期內(nèi),包括LCD 用光學(xué)薄膜在內(nèi)的大部分上游原材料都需要從國外進口。但是在國家相關(guān)政策的扶持下,近年來,國內(nèi)的少數(shù)光學(xué)薄膜企業(yè),陸續(xù)實現(xiàn)了光學(xué)膜產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的突破,自主品牌所生產(chǎn)的光學(xué)擴散膜、增亮膜和反射膜等產(chǎn)品逐步打破日韓等企業(yè)的壟斷,推動了液晶顯示器用光學(xué)膜產(chǎn)品的國產(chǎn)化進程。針對我國光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,未來發(fā)展趨勢與建議如下:
第一,推動光學(xué)級PET 聚酯切片和PET 光學(xué)基膜的研發(fā)與生產(chǎn)。我國在聚酯光學(xué)薄膜領(lǐng)域已具備一定的產(chǎn)業(yè)實力與技術(shù)積累,國內(nèi)已有些企業(yè)可以實現(xiàn)部分光學(xué)材料的進口替代,但與國際巨頭還有較大差距,特別是光學(xué)級PET 聚酯切片還幾乎依賴于進口。因此,需要加快這方面的研究與生產(chǎn),提高我國光學(xué)薄膜領(lǐng)域企業(yè)的綜合競爭力。
第二,推動預(yù)涂層(primer)涂布液與預(yù)涂底膜的研發(fā)與生產(chǎn)。預(yù)涂底膜是光學(xué)聚酯薄膜深加工成為各類光學(xué)功能膜的基礎(chǔ)。我國在該領(lǐng)域雖然也有一定的技術(shù)積累,但總體產(chǎn)業(yè)實力仍然落后,預(yù)涂層涂布液更是完全依賴進口。因此,需要加快這方面的研究與生產(chǎn),提高綜合競爭力。
第三,加強產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合,加快復(fù)合型& 新型光學(xué)功能膜的研究和開發(fā)。雖然我國已經(jīng)具備增亮膜,擴散膜等基本功能性光學(xué)膜的生產(chǎn)實力,但是隨著柔性化、輕量化和可穿戴等需求的出現(xiàn),以及顯示技術(shù)的進一步發(fā)展,更多的需要產(chǎn)業(yè)鏈加強合作,聯(lián)合設(shè)計和開發(fā)復(fù)合型& 新型光學(xué)功能膜。
第四,加快PVA 光學(xué)膜進口替代步伐。鑒于目前我國PVA 膜等顯示模組的關(guān)鍵材料對國外企業(yè)的依賴程度較高,我國應(yīng)加快PVA 膜的國產(chǎn)化進程,使PVA 光學(xué)膜產(chǎn)品能逐步進入更多的內(nèi)外資偏光片生產(chǎn)企業(yè),努力實現(xiàn)國內(nèi)PVA 光學(xué)膜的完全進口替代。
第五,加強其他新型光學(xué)材料的開發(fā)力度。如COP(環(huán)狀聚烯烴)材料,其光學(xué)特性不輸于TAC,而機械性、耐溫性及耐候性還遠超TAC,是最有機會成為新一代偏光片保護膜的材料。目前其技術(shù)掌握在極少廠家手中,如日本瑞翁,在國內(nèi)還基本處于空白狀態(tài)。再如CPI(流延聚丙烯)薄膜,這是柔性顯示的關(guān)鍵材料之一。
第六,雖然OLED 目前還有不少的技術(shù)難題,難以馬上成為市場主流,但是其趨勢已經(jīng)顯露,與其相關(guān)的光學(xué)薄膜材料不應(yīng)該被忽略,例如高阻隔膜、透明導(dǎo)電膜等。
第七,觸控模組(TP)——作為人機交互的主流方式之一,廣泛的應(yīng)用于手機,PAD 等終端電子產(chǎn)品,那么TP 相關(guān)的光學(xué)功能薄膜也是需要關(guān)注的。
第八,加快制定并完善相關(guān)光學(xué)功能薄膜標準。隨著光學(xué)膜市場的擴大及技術(shù)水平的提升,行業(yè)對標準化的要求也不斷提高。
因此,需要加快制定光學(xué)功能薄膜標準,進一步完善光學(xué)功能薄膜行業(yè)國家標準體系,推動新材料提質(zhì)和協(xié)同應(yīng)用工程,從而促進光學(xué)功能薄膜產(chǎn)品在技術(shù)上的相互協(xié)調(diào)與配合,進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),增強產(chǎn)品競爭力。
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