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發(fā)布日期:2015-08-10  瀏覽次數(shù):1524
核心提示:高分子復材:產(chǎn)業(yè)化 新型化 功能化 當前,高分子材料正處于從發(fā)展壯大向產(chǎn)業(yè)成熟期過渡,并邁向產(chǎn)業(yè)中高端的關(guān)鍵時期。十三五期間
高分子復材:產(chǎn)業(yè)化 新型化 功能化
當前,高分子材料正處于從發(fā)展壯大向產(chǎn)業(yè)成熟期過渡,并邁向產(chǎn)業(yè)中高端的關(guān)鍵時期。“十三五”期間,我國高分子材料將會迎來新的挑戰(zhàn)和機遇,在快速發(fā)展的同時,應該向復合型、高端型方向邁進,尤其要通過推進具有自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的開發(fā),推動高端高分子復合材料的產(chǎn)業(yè)化、新型化、功能化。

  PVC管1
據(jù)統(tǒng)計,目前作為高分子材料典型代表的工程塑料,其產(chǎn)能的年均增長率為39.8%,其中聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)產(chǎn)能的復合年均增長率分別為116.5%、23.9%。但國內(nèi)特種工程塑料的產(chǎn)能、產(chǎn)量以及市場占有率都很小,原因是在上世紀特種工程塑料已被列為戰(zhàn)略物資,國外對我國實行禁運。

  與傳統(tǒng)工程塑料相比,應用于航空航天等領(lǐng)域的高端工程塑料往往采用增強劑進一步增強。最常用的增強劑為玻璃纖維、碳纖維。由于玻纖韌性差,對基體材料只有增強作用,并存在制品中玻纖外露等弊端。碳纖維是航空材料中使用最廣泛的增強材料,需要經(jīng)過纖維表面處理、上漿等多道工序,國內(nèi)的工藝仍然不能生產(chǎn)品質(zhì)較好的產(chǎn)品。另外,國內(nèi)碳纖維的生產(chǎn)技術(shù)仍然較為落后,能夠應用于復合材料增強的碳纖維(一般需要T800以上)仍然需要進口,這也是制約我國更高端工程塑料發(fā)展的瓶頸之一。由此可見,我國高端聚合物材料的產(chǎn)業(yè)化勢在必行。

  石墨烯的開發(fā),為高端高分子復合材料的開發(fā)提供了新的途徑。石墨烯—高分子復合材料的制備工藝相對簡單,流程短、易實現(xiàn),因此前景極為廣闊。自 2004年在實驗中從石墨中分離出石墨烯以來,主要發(fā)達國家紛紛掀起研究石墨烯的熱潮。2013年1月,歐盟委員會將石墨烯列為“未來新興技術(shù)旗艦項目” 之一,10年內(nèi)提供10億歐元資助,將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度。IBM、蘋果、三星等巨頭分別成立了石墨烯專題組,將其作為未來產(chǎn)品柔性化、智能化的核心研發(fā)材料。可喜的是,我國的石墨烯研究由于起步較早,與發(fā)達國家的差距并不是很大。

  目前,制約國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要因素就是石墨烯生產(chǎn)成本居高不下,原因在于生產(chǎn)石墨烯的原料——高端鱗片石墨的生產(chǎn)技術(shù)受到國外壟斷。因此,大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè),從而帶動上游石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,實現(xiàn)高端石墨的國產(chǎn)化,對推動我國的科技與社會發(fā)展具有深遠的戰(zhàn)略意義。

  國家在“十二五”規(guī)劃中明確將新材料列為重要的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),國家引導石墨烯產(chǎn)業(yè)成立了中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。與此同時,民間資本向石墨烯產(chǎn)業(yè)流動,產(chǎn)學研用構(gòu)架基本形成。為此,我國可以在石墨烯增強的高端工程塑料進行開發(fā)研究,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。首先圍繞石墨烯—高分子復合材料的基礎(chǔ)理論進行研究,闡明強韌化機理、界面性質(zhì)等。同時,根據(jù)復合材料的性質(zhì),開發(fā)材料在不同領(lǐng)域的用途。加快石墨烯—高分子復合材料的產(chǎn)業(yè)化,在完成小試、中試的基礎(chǔ)上實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

  同時,由于綠色環(huán)保、對人體無毒無害,且改性效果顯著,石墨烯能夠作為改性添加劑制備高分子功能材料,以改變目前高分子功能復合材料使用的添加劑或者助劑往往對環(huán)境不友好,或者對人體有毒副作用的現(xiàn)狀。例如目前廣泛使用的導電高分子材料,其中含有重金屬、防腐劑、增韌劑等,這些添加劑對人體都會產(chǎn)生危害。如果能夠結(jié)合石墨烯優(yōu)良的導電性能制備高分子導電功能材料,不僅降低了對環(huán)境的污染,也減少了對人體健康的危害。

  因此,“十三五”期間,我們可以結(jié)合石墨烯特殊的光學、電學、熱力學性能來開發(fā)高端高分子復合材料。同時,發(fā)展高分子材料,需堅持以下幾個原則:

  一是堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,加快以產(chǎn)學研為基礎(chǔ),以產(chǎn)業(yè)化為目標,以企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系建設(shè),向“功能化、生態(tài)化、高端化”的高技術(shù)方向發(fā)展。二是堅持自主創(chuàng)新,形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端高分子復合材料的新技術(shù)。同時,把提高性能和降低成本在首位,進一步提高要素配置效率和提升要素質(zhì)量,全面提高全要素生產(chǎn)率。三是堅持個性化、小批量、“私人訂制”,推動新型生產(chǎn)模式和新興業(yè)態(tài)的快速成長。四是堅持統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、規(guī)劃發(fā)展綜合資源市場和區(qū)位優(yōu)勢,推動行業(yè)有序、系統(tǒng)地發(fā)展,進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局。

  總之,新常態(tài)下,在謀劃“十三五”規(guī)劃時,必須緊緊圍繞國民經(jīng)濟和社會發(fā)展重大需求,以加快高端高分子復合材料的轉(zhuǎn)型升級為重點,以提高高分子材料自主創(chuàng)新能力為核心,以新材料、新技術(shù)、新裝備和新產(chǎn)品為重點,大力實施高分子材料趕超戰(zhàn)略,努力縮小與發(fā)達國家差距,大力實施高端化戰(zhàn)略,全面提高高分子材料產(chǎn)業(yè)素質(zhì)。同時,加快完善創(chuàng)新體系建設(shè),大力推進復合化、高端化深度融合,力爭在智能制造、數(shù)字制造、網(wǎng)絡制造上取得新的突破,為高分子復合材料進入世界先進國家行列打好基礎(chǔ)。

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