非金属材料

       材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质,主要包括金属材料(见金属和金属制品)、无机非金属材料二大类。随着生产和科学技术的进步,尤其是无机化学和有机化学工业的发展,人类以天然的矿物、植物、石油等为原料,制造和合成了许多新型非金属材料,如合成树脂(塑料)、合成橡胶、合成纤维;水泥、人造石墨、特种陶瓷等(见表1)。这些非金属材料因具有各种优异的性能,为天然的非金属材料和某些金属材料所不及,从而在近代工业中的用途不断扩大,并迅速发展。

       有机非金属材料,是技术密集的新型材料,主要包括新领域高端化工产品、传统化工材料高端品种和通过二次加工生产的新材料(如改性塑料,功能膜材料等)(见表2),他们与复合材料又统称为化工新材料。化工新材料广泛应用于国民经济和人民生活的各个领域,其主要应用集中在汽车、电子、建筑、日用品、航空航天等领域。

       预计2020年中国化工新材料产值将过10000亿元,2015-2020年年均复合增长率超过6%;复合材料、聚氨酯和改性塑料也是中国化工新材料产业中较大的门类,2015年合计约占化工新材料产值的53%左右。聚氨酯、高性能聚烯烃、复合材料现阶段仍有较高的利润率;未来纳米材料、功能高分子、膜材料是中国化工新材料产业中增长最快的门类,平均增速接近或超过10%,远高于同期GDP增速;特种纤维、功能高分子材料、生物质基材料、纳米材料、特种涂料、氟硅材料、特种橡胶、特种胶粘剂、膜材料未来产品利润率较高;包括石墨烯、碳纳米管、3D打印耗材等其他新型材料具有利技术突破难度大、润率高、增长率高的特点,可持续保持关注。       2010年,全球化工新材料产值为5400亿美元,到2015年这一数据为7000亿美元,年均复合增长率为5.5%,高于同期全球GDP增长水平。预计到2020年,全球化工新材料产值为8500亿美元,年均复合增长率为4%。改性塑料是全球化工新材料中产值最大的品种,约占化工新材料总产值的35%,另外,聚氨酯、工程塑料、复合材料、有机氟材料、特种橡胶等品种的产值也较大。

       塑料改性与加工是获得具有独特功能新型高分子材料(化合物)、低成本化最便捷的途径。解决塑料制品及部件高性能化、通用塑料工程化、工程塑料高性能化、特种工程塑料易加工化等问题,是缩小中国与发达国家在塑料改性与加工领域中差距的关键。

       非金属材料,特别是化工新材料是中国汽车、航空航天、交通运输、电子电器等行业对高性能材料制品及部件需求急需解决的关键材料,也是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》确定的重大专项内容。国家产业政策和五年规划均对其持鼓励态度。如大力鼓励发展高端聚烯烃塑料、高性能橡胶材料、工程塑料、聚氨酯材料及弹性体、氟硅材料、可降解塑料、高性能纤维、功能性膜材料等。