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化工新材料:沉寂徘徊中期待“厚积薄发”
2014年1期 发行日期:2014-01-03
作者:zhoukan2012

 

化工新材料:沉寂     徘徊中期待“厚积薄发”
□ 本刊记者 胡 琴      
  “新材料”即先进材料(advanced materials),按照《新材料产业“十二五”发展规划》,是指新出现的具有优异性能和特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材料,主要包括新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料。新材料行业是材料工业发展的先导,是重要的战略性新兴产业。“化工新材料”(new chemical materials)是新材料家族的重要成员,区别于其它类型(如新型金属材料、无机非金属新材料),化工新材料具有明显的化学合成特点,通过分子级别的组合而获得多种独特性能,具有比物理混合更为深入的科学技术内涵。
    2013年,对于国内新材料产业来说,并不是能称道的年份。一方面,国内原材料紧缺、技术进展缓慢,人力成本飚高;另一方面,国内人均消费能力有限、环保制约趋紧;与此同时,国外尤其是美国制造业回流的大环境下,中国新材料企业发声并不多,“唱戏”的大部分都是海外的跨国公司,但唱的也都是“卖产品”的调。整体来看,概念性唱腔偏多,似乎大家都在观望等待,也希望从相互喝彩中获得灵感和动力。展望2014年,新材料产业究竟仍是“沉寂徘徊”还是伺机“厚积薄发”,我们拭目以待。
  “十二五”重发展:
                    利好·改善
    “十一五”期间,我国化工新材料产业获得了长足发展;到“十二五”期间,我国化工新材料领域基本围绕扩内需、保增长、调结构、惠民生,以自主创新为主线,大力实施材料强国战略。我国化工新材料行业在“十二五”期间的主要目标是:产值年均增长率超过25%;重点新材料企业研发投入占销售收入比重达到5%;建成一批新材料工程技术研发和公共服务平台,新材料产品综合保障能力提高到70%,关键新材料保障能力达到50%,实现碳纤维、丁基橡胶、聚碳酸酯等关键品种产业化、规模化;实施若干新材料示范推广应用工程。到2020年,我国新材料产业将成为国民经济的先导产业,主要品种能够满足国民经济和国防建设的需要,部分新材料达到世界领先水平,初步实现材料大国向材料强国的战略转变。
    当前,我国通过自主创新,有机硅、有机氟、工程塑料、特种橡胶、异氰酸酯、特种纤维等部分先进产品和关键技术国产化取得突破;通过合资合作,聚碳酸酯、聚氨酯等部分新材料产品的产能、产量已处于世界领先地位。2012年我国化工新材料产业的总产值约为2200亿元,约占石化和化学工业总产值的2.2%。预计到“十二五”末,总产值将达到4000亿元,年均增长率为15%。而2013年的化工新材料,则开始与更多的新兴产业相融合,有条不紊的推进产业升级。
  2013困扰词:技术·转型
    中国化工新材料的应用发展正朝着高端升级以及专用化进行转变,随着越来越多的跨国公司将应用研发中心转移至中国,中国需要逐渐脱离“低端”生产,来迎合中高端的需求,而“技术”和“转型”则是焦点,也是困扰产业发展的重点。
    目前我国化工新材料的整体国内自给率约为65%,大多数高端产品仍处于空白。特别是工程塑料、特种橡胶等石化基新材料自给率仅为33%左右,且工程塑料产量中外资企业占很大比重。国内生产的化工新材料主要是低档产品,中高档产品主要依靠进口,且缺乏针对细分市场的专用型产品。技术水平低是导致近些年部分新材料产品国内自给率和开工率“双低”的最主要原因。譬如,近些年国内企业大举投资聚甲醛,2012年产能已经达到47万吨/a,但年产量仅为33万吨;由于国内引进的多为国际二流、三流水平技术,产品市场价格很低,甚至低于聚氯乙烯等大宗合成树脂。
    国内从事新材料生产的企业规模普遍偏小,科研投入普遍不足。绝大部分新材料装置的建设是依靠引进国外技术或由外资主导,引进一流技术难度大,生产成本和能耗、物耗偏高,造成企业经营困难的局面。中国化工行业科技投入一直严重不足。“十一五”期间,即使是化工行业技术创新示范企业,科技投入不到销售收入的1.5%,大多数化工新材料企业研发投入甚至低于1%,距国外公司3%~5%的研发比例有很大差距,与美国化工巨头杜邦公司10%的研发投入差距更大。我国已完成产业化和中试的化工新材料上千种产品中,目前只有聚酰胺1212等极少产品为世界首创,反式异戊橡胶产业化技术等个别技术有望达到国际水平,而其他产品几无可圈可点之处。
    反观在华跨国企业进军化工新材料领域的步伐却一刻都没有停滞,对于新材料的研发投入不断加大。2013年4月,朗盛(Lanxess)宣布位于香港科技园的高科技塑料亚太应用开发中心正式启用,该中心隶属于高性能材料(HPM)业务部,侧重于零部件开发并成功推出新应用和塑料零部件,此外朗盛在中国迄今为止最大的投资项目——位于常州的世界级三元乙丙橡胶(EPDM)工厂,建设正如期推进,2013年年底将完成该项目投资45%;9月,拜耳材料科技(Bayer MaterialScience)位于上海一体化基地(BISS)的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)生产装置进入去瓶颈阶段,预计到2014年年中现有产能将从35万吨增至50万吨;10月,赢创工业集团(Evonik)宣布在上海新建一座异佛尔酮和异佛尔酮二胺工厂,总投资额达1亿欧元;11月,杜邦公司(DuPont)中国研发中心二期正式开业,将重点进行太阳能解决方案、生物新材料及新型汽车材料的研发及测试;同月,霍尼韦尔(Honeywell)宣布旗下特性材料和技术集团将在江苏省张家港建立生产基地;12月,沙特基础工业公司(SABIC)上海研发中心正式落成启用,汽车轻量化等将成为该中心研发应用重点……这一系列的举措显然有大举进攻之势,迫于生存压力,国内企业也不得不硬着头皮接招。
    虽然我国中央和各级政府不断推出支持和鼓励政策,但仍未完全消除新材料开发者的顾虑。化工新材料的特点是开发难度大、周期长、成功率低、市场开发成本高;即使成功推向市场,在知识产权保护和市场竞争法制不健全的情况下,很容易形成技术无序扩散,被仿制生产。而单纯依靠政府公共资金项目的支撑,还难以弥补新材料产品开发以及后期产业化过程中的风险成本。要想取得长足进展,并非一朝一夕之功,国内企业还得继续扛下去。
  2014新期待:定位·突破
    发达国家在材料领域的重要战略部署,成为我国材料科技突破方向的有利借鉴。中国化工新材料产业的创新机遇已然存在——首先,政府高度重视新材料产业的发展;其次,国内新材料产业基地皆已成型;第三,中国市场庞大,需求颇多。中国新材料产业亟待摆脱盲目发展的困境,重新定位,找到突破。
    在材料领域一直保持全球领导地位的美国,通过发布《未来工业材料计划》、《21世纪纳米技术研究开发法案》等一系列政策,将新材料发展的重点定位在纳米材料、信息材料、生物医用及极端环境材料上。而欧盟国家也通过制定《第六个框架规划》等计划,重点发展光电材料、超导体复合材料、光学材料、仿生学及智能纺织材料等。
    中国近几年也相继出台了多项政策,为新材料寻找更合适的产业定位。2010年,国务院发布《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,提出大力发展新材料产业;2012年,国家工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,着重强调新材料的自主生产,提出到2015年,突破一批国家建设亟须、引领未来发展的关键共性技术,关键新材料的自给率提高到70%的目标。2013年6月,《新材料产业标准化工作三年行动计划》出台,提出到2015年,完成200项重点标准制修订工作,立项并启动300项新材料标准研制,开展50项重点标准预研究。而对于诸如橡胶、碳纤维等化工新材料重要行业的指导意见或措施也相继公布,极大的促进了新材料产业的积极性;7月,国家发改委、财政部和工信部联合下发《关于组织实施2013年新材料研发与产业化专项的通知》,重点支持聚丙烯腈基碳纤维复合材料、高性能碳/碳、碳/碳化硅复合材料等九大类新材料的研发、产业化和示范应用项目;11月,《加快推进碳纤维行业发展行动计划》出台,致力于加快碳纤维及其复合材料产业发展,推动传统材料升级换代。
    未来5~10年国家经济增长点将覆盖高效能源、高速交通、民生产业、战略资源、国防安全等。可以说,中国未来需要将材料发展定位在半导体照明工程、新型显示技术发展、高性能膜材料、稀土功能材料及其应用产业链、高性能电池材料、高性能纤维及复合材料等领域,这也将是化工新材料产业值得关注的增值点。据预测,半导体照明工程到2015年芯片国产化率将达70%,形成百亿元以上芯片企业与百亿元以上应用企业体系;先进显示到2015年国内形成激光显示技术和产业体系;高端稀土功能材料产量将达100万吨,在新材料领域应用比例提高到60%以上;稀土材料高效清洁提纯技术在行业推广应用率将达50%以上;高性能纤维及复合材料在聚丙烯腈碳纤维、芳纶和高强聚乙烯领域进入世界前三强,在高性能纤维及其复合材料形成战略性新兴产业链,实现技术向产品和市场的转化。“突破”指日可待。
  后 记
    2013年的新材料产业,可以说是不温不火的一年,没有太多的“惊喜”,反而是“3D增材制造”吸足了新材料行业的眼球,企业趋之若鹜,探寻商机。但不可否认,随着技术的进步,以化工新材料为支撑的新兴产业,如电子信息、通讯、新能源、生物医药、纳米材料等产业快速发展,对化工新材料的种类和数量需求将进一步扩大。随着我国现代化进程和国民经济持续较快发展,预计未来我国化工新材料消费需求平均年增长率将保持二位数,是极具发展前景的新产业。
    当前,国际化工产业正处于大调整中,各国石化行业均在低迷的市场环境中寻求突破和发展。例如日本石化界明确提出产业发展“高值化”的发展思路,也是世界石化产业特别是化工新材料产业发展方向的缩影。国际跨国公司将更加致力于推进资源国和发展中国家产品初级化,发达国家产品高端化、高附加值化的国际分工格局。在这种战略格局中,发达国家化工新材料产业将更加注重产品创新和高端化,加速开拓新的应用,新产品的生产更加灵活,速度不断加快,效率大为提高。
    在国际公司瓜分国内市场的剧烈竞争环境下,“产品不好卖”是国内企业心中无奈的“痛”。国内企业正通过收购国外企业的业务来获取技术支撑,株洲时代新材料科技股份有限公司最近签约收购德国ZF Friedrichshafen AG橡胶与塑料业务部就是案例之一。“如何转型突破”几乎是所有化工新材料企业心中的疑问,当然,在更多参与国际事务的同时,他们也在不停追寻着答案,期待“厚积薄发”的一天。
  延伸阅读
  改变未来:
  盘点十款令人期待的高新材料
    笔记本电脑越来越轻薄得益于制造材料的不断升级,碳纤维、超轻合金都功不可没。然而还有更多人们想要实现的数码设备还受限于目前的材料,不过科学们并没有停止探索,还有多种多样的新型材料在不断的被创作出来。国外媒体就盘点了十款令人期待的高新材料,不妨让我们期待未来它们会带给我们的生活怎样的惊人改变:
    1. 液态金属(Liquid metal) 这种拥有高强度、超强可塑性的材质已经被各大科技常识广泛关注。据悉,苹果公司正在考虑使用液态金属来制作iWatch智能手表或是未来的iPad,这并非无中生有,因为iPhone 3GS的SIM卡取卡针,就是这种材质做成的。
    2. 石墨烯(Graphene) 石墨烯是目前最硬、也是你能想象到的最薄的新型材料,将其应用在计算机晶体管领域能够实现更好的性能与电池寿命。将其分解后,可以获得一种透明轻巧的材料,适应范围极广,包括服装面料和计算机设备。
    3. Willow玻璃 Willow玻璃由著名的康宁公司研发,是继Gorilla玻璃之后,极有可能应用在电子设备上的材质。它不仅纤薄,还拥有极佳的韧度,可以弯曲成任何形状,这就意味着未来的智能手机很可能拥有更多的形态,而不是目前的统一“板砖”设计。
    4. 柔性OLED屏幕 柔性OLED屏幕是我们已经可以实际接触到的新型材质,三星和LG已经推出了曲面屏幕的OLED电视,为我们展示了未来电子设备的发展方向,相信很快这一技术也会被应用在智能手机等产品上。
    5. Starlite新型塑料 Starlite是一种新型塑料材质,能够承受超高的热量,可以被塑造成为任何形式的物体。虽然目前这项技术并未商用,但是法国西得乐公司已经表示即将推出采用Starlite材质的塑料瓶底,可以承受更多冲击。如果这项技术能够尽快普及,与3D打印互相配合,将会是十分惊人的。
    6. 纳米纤维素(Nanocellulose) 纳米纤维素听上去有些抽象,但事实上它也是目前人类已知的最高强度的材料之一。不仅如此,它还具有重量轻、易导电的特性,可以用来制造弯曲电池甚至是防弹衣。如果手机电池采用这种材质,设计上将更具灵活性,并且不会污染环境——因为它本质上是木浆,十分容易回收。
    7. 金属泡沫(Metal Foam) 正如它名字中所提到的,金属泡沫中拥有很多孔状结构,含有大量的气体填充间隙,所以在保证高强度的同时,重量也十分轻。这种材料可以应用在义肢骨骼的关节,也适合作为汽车减震器使用。
    8. 生物塑料(Bioplastics) 事实上,生物塑料已经存在一段时间了,日本厂商NEC就使用它制作过手机,但并没有成为主流,原因是因为生物塑料来源于自然环境,如植物油、纤维素等,制造成本较高。但随着时间的推移,目前欧洲的生物塑料市场每年拥有20%的份额增长,这种环保健康的材料更适用于电子设备的外壳。
    9. 纳米点和钙钛矿 太阳能电池板的收集效率一直十分低下,而纳米点则有可能改善这种情况,因为它要薄得多。另外,钙钛矿则是更好的太阳能电池原料,要比目前电池板的成本低很多,并且性能更出色。
    10. 电子皮肤(E-Skin) E-skin作为一种类皮肤材质,拥有塑料薄膜晶体管,有机LED和压力传感器分布在每个像素上,可以应用在很多领域,比如触摸感应控制器、触摸屏等,拥有更接近于皮肤的良好手感,也很适合可穿戴式智能设备使用。(摘自“中国触摸屏网”)
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