第一節(jié) 國內高分子化學改性材料產品 技術工藝 研發(fā)動態(tài)

塑料改性，是指在塑料材料(合成樹脂)中添加合適的改性劑，采用一定的加工工藝，制得具有新穎結構特征，能夠滿足適用性能要求的新型塑料材料和制品的方法。

1、透明PP

我國塑料添加劑 行業(yè) 也加緊對聚丙烯成核透明劑的開發(fā)研制。合肥工業(yè)大學、廣東石油化工總廠、山西化工 研究 所及中國科學院都在開發(fā)生產聚丙烯成核透明劑。國產松香類聚丙烯成核透明劑的各項技術指標性能，已達到或接近國外同類產品的水平。隨著高質量國產聚丙烯成核透明劑的大量投入使用，國內透明PP樹脂的市場競爭力將得到迅速提高。目前，國內透明PP無論是產品種類還是市場消費量都無法與國外相比，市場應用也集中在微波爐炊具及一次性餐飲具等低附加值的塑料制品上。但已有跡象表明：國內對透明PP樹脂的需求量在悄然增長，透明性正成為國內PP市場的新賣點。

為了搶奪未來市場，眾商家正加大科研開發(fā)力度，力圖奪取市場制高點。新加坡生物工程和納米技術 研究 院利用納米技術，成功研制出一種有助于患者傷口愈合的透明薄膜。這種特殊薄膜，不僅能促進傷口附近細胞生長，加快傷口愈合，而且還能使患者看見傷口愈合情況。這種薄膜對溫度極為敏感，傷口愈合后，患者只需用冰袋或冷水降溫，就會很容易撕下薄膜，而且不損害剛愈合的傷口。

2、耐低溫增強PP

南通市合成材料實驗廠開發(fā)成功汽車用耐低溫增強PP材料。該材料是一種無機物填充改性PP，專為桑塔納轎車空氣濾清器外殼國產化而研制，質量與進口產品相當。用這種耐低溫增強PP制成的汽車空氣濾清器外殼在-40℃下仍可保持24小時不脆裂，150℃時可保持700小時不塌陷、不龜裂。

3、高性能改性PP

一種廣泛應用于汽車、機械零配件生產的高性能改性PP產品，在河北衡水金輪塑業(yè)有限公司開發(fā)成功，并投放市場。該公司研制開發(fā)的改性PP新品機械性能和抗老化性好，產品拉伸強度、撓曲強度分別達到80MPa，比同類產品提高30％以上，耐高溫達150℃以上。該產品已代替鑄鋼件應用在汽車濾清器、空調機殼、儀表板、保險杠等零部件的生產，并以其易加工成型、重量輕、壽命長而顯示出良好的應用前景。衡水金輪塑業(yè)有限公司已建成改性PP生產線5條，年產能力達3000多噸。

4、聚酰亞胺泡沫材料

南京工業(yè)大學化學化工學院開發(fā)成功新型熱塑性聚酰亞胺材料(PIM)，并在此基礎上研制出全新的PIM泡沫材料。PIM是一種耐熱性極好的聚合物，耐輻射、耐腐蝕、力學性能和電性能突出，廣泛用于航空航天、軍事、電子等領域。而新型的泡沫結構材料不僅保持了其耐溫、阻燃性能，還具有突出的透波性能，且質量小、柔性好、使用方便，可用于飛機、艦船、汽車等的生產中，作為隔熱、隔聲、阻燃材料，尤其是在軍事設施中取代聚氨酯泡沫不僅可減輕裝備質量，還大大提高了裝置的安全性。目前國際上只有少數幾個國家具有生產PIM泡沫的能力。南京工業(yè)大學研制出的PIM泡沫材料具有易成型加工、耐溫特性突出、隔熱阻燃、電性能好等特點，非常適合生產雷達天線罩電磁窗透波材料、飛行器的隔熱保溫材料、船舶的隔熱阻燃材料等。這種新材料的研制成功，對于打破國外生產、技術壟斷，提升我國軍工、民用產品的質量與檔次有著重要意義。

5、阻燃熱塑性樹脂

由廣州金發(fā)科技股份有限公司主持研發(fā)的阻燃熱塑性樹脂系列產品，因創(chuàng)新技術獨特而榮獲國家科學技術進步二等獎。該新型阻燃熱塑性樹脂系列產品是一種集阻燃性、表面成型性、耐沖擊性和相對密度較低等優(yōu)點于一體的熱塑性樹脂。該項目自主解決了多項熱塑性樹脂阻燃技術及其工業(yè)化生產技術難題，在我國尚屬首次，目前已形成阻燃HIPS、PP、ABS、PBT、PC以及其合金、PA66、PPO等7大系列上百個品種，產品技術經濟及環(huán)境指標均達到國際先進水平。該項目已獲得12項國家發(fā)明專利授權，是擁有自主知識產權的高技術含量項目。

第二節(jié) 國外高分子化學改性材料產品 技術工藝 研發(fā)動態(tài)

目前，世界各國科學界和產業(yè)界都已意識到塑料材料與環(huán)境協調發(fā)展的重要性，正致力于開發(fā)高性價比的塑料材料，提高其使用壽命，最大限度地減少塑料的使用量，并充分利用塑料的可塑性，回收并綜合利用廢棄的塑料材料，減少塑料材料對環(huán)境的壓力。

通過塑料改性技術，可以降低塑料制品的成本，增加功能性，開發(fā)出環(huán)境友好型塑料材料，減輕原料成本上升以及環(huán)保給塑料工業(yè)帶來的雙重壓力。在全球降解塑料產業(yè)化條件尚不十分成熟的今天，塑料改性技術的 研究 與應用越來越受到 行業(yè) 的關注和重視。

1、透明PP

目前，在容器市場上，由于透明容器能讓消費者清楚地看到包容物，因此，消費者對透明容器的需求越來越廣，而微波爐的使用越來越普遍的趨勢正在拉動低成本、尺寸可變和耐微波的塑料包裝產品的需求，透明PP正是滿足這一需求的主要材料。作為用于生產透明熱成型包裝的原料，透明聚丙烯具有低成本、使用溫度范圍廣、不污染食物等特點，而且柔性好，熱成型的淺盤不會破裂，有極好的密封性。據預測，未來的熱成型食品包裝材料會越來越集中在透明聚丙烯上。

與其他透明塑料樹脂相比，透明PP是一個質優(yōu)價廉、極具競爭優(yōu)勢的新品。其競爭優(yōu)勢主要表現在：材料性能好，特別是耐高溫性優(yōu)異，由于目前大量使用的透明塑料如PS、PVC、PET樹脂的熱變形溫度僅在70℃～90℃，使得透明塑料制品的應用受到一定的限制。而透明PP樹脂的熱變形溫度可達110℃，可用于制造耐高溫塑料制品如微波爐炊具、奶瓶及一次性餐飲具；價格低，一些塑料加工制品生產廠商已開始使用透明聚丙烯代替PET、PVC；加工性能好，據一些塑料制品生產企業(yè)反映，在實際加工生產中，透明聚丙烯在保持PP樹脂原有的優(yōu)良加工性能的基礎上，加工條件更寬；并可回收利用。

CPP的優(yōu)異特性要歸功于新型成核透明劑，透明劑是成核劑中的一個分支，約90％的透明劑用于透明PP的生產。透明劑賦予原本不透明的PP以良好的透明度，低成本的透明PP不但在許多方面可以替代較貴的PET、PS和PC等透明性材料，而且可改進PP的剛性、沖擊強度、熱變形溫度等性能。

日美歐等發(fā)達國家在透明劑的開發(fā)方面技術較為成熟，日本透明PP已進入工業(yè)容器和醫(yī)用注射器市場，并正在進入錄像和軟盤的PS市場，歐洲也以CPP替代PVC和PS包裝材料，美國康普頓公司推出一種新化學結構的透明劑，價格便宜、用量少、成型周期短、制品剛性好。

北歐化工公司開發(fā)出丙烯／乙烯共聚物新牌號BorclearRB707CF，應用這種新的無規(guī)PP共聚物樹脂，可克服先前無法用標準空氣冷卻擠出吹塑無規(guī)PP共聚物薄膜的加工問題。RB707CF具有極好的光學透明性、良好的加工性和平衡的剛性和強度。據報道稱，加工的薄膜有良好的密封性、密封強度，并易與mLLDPE粘接。該牌號應用目標為共擠出軟管包裝的粘接層，軟包裝包括：透明蒸煮袋、醫(yī)療／衛(wèi)生薄膜、面包袋和層壓復合膜。

光學數據存儲媒介是透明PP極具發(fā)展前景的另一市場。目前PMMA和PC等是除眼鏡之外，用于生產光學設備、光盤、光纖、液晶顯示器等光學數據存儲媒介不可缺少的材料，但由于PMMA的吸水率高，PC的雙折射率偏大，影響了其應用，而新型的非結晶型聚烯烴有望成為與PMMA和PC相競爭的最具代表性產品。非結晶型聚烯烴可用于制造光學鏡頭、光學播音器、多邊鏡、角模板用保護膜、DVD碟片基材、大型顯示器、背光導光板、小型顯示器前光導光板、光學半導體、光纖、 分析 化學儀器用池和槽等。

目前全球透明PP的年總生產能力不足12萬噸，其中日本3家企業(yè)的年生產能力為6萬噸，韓國5萬噸，德國和中國臺灣地區(qū)各不足1萬噸，而世界對透明塑料的消費需求量已超過了14萬噸。據預測，今后5年，國際市場對透明塑料的年均需求量將增長56％以上，而玩具制作消費的透明塑料將占總量的60％；電子、電器和IT產業(yè)今后也將會逐步擴大透明塑料產品的使用量，日本索尼、松下公司、韓國三星電子公司和LG電子公司等都擬訂了計劃，今后要繼續(xù)推出多種型號的透明家電產品。市場 分析 家認為，由于產能有限而需求迅猛增長，未來世界透明塑料 市場發(fā)展 前景廣闊。

2、熔噴纖維級茂金屬PP

美國?？松梨诨瘜W公司利用其新的茂金屬催化劑開發(fā)出新的PP牌號，適用于熔噴法生產纖維，并推出薄膜級和注塑級牌號。新牌號6936G1被認為是第一個專用于熔噴法加工的茂金屬PP。6936G1經工業(yè)規(guī)模熔紡設備試驗表明，與傳統PP牌號比，6936G1具有極好的加工性，而且生產的纖維柔順性更好。用其制備的無紡布具有更高的阻隔性，如醫(yī)用無紡布比一般的PP加工的無紡布阻隔性高10％～15％。由于其質輕、流動性好和噴灑液的滲透性低，因而使用時更舒適。該牌號已獲美國FDA認可，用于與食品接觸的制品和部件。

3、半永久抗靜電PE板材

日本JSP公司開發(fā)出一種永久抗靜電聚合物的不交聯發(fā)泡PE板材MilamadA，該產品利用了JSP公司獨特的高分子抗靜電劑的微分散技術，可使表面電阻穩(wěn)定地保持在101l～1012Ω范圍內，并具有不破壞材料原有的沖擊性、節(jié)省能源和可回收性等優(yōu)點。MilamadA主要用于要求具有抗靜電性能的IT 行業(yè) 有關制品以及食品等緩沖包裝材料，它可以避免由于靜電導致的表面吸附塵埃和污染物引起的弱電等。

4、CBT樹脂使聚碳酸酯改性

韓國PolymersNet公司和美國Cyclics公司首次將對苯二甲酸環(huán)丁二醇脂(CBT)樹脂工業(yè)化應用于PC改性。PC用于制造致密光盤和汽車部件，但截至目前，因其熔融粘度高，要模塑成很大的或厚壁的部件很困難。據稱，通過將少量CBT樹脂加入到PC中，其熔融流動性可提高30％～50％，而仍能保持良好的機械性能。PolymersNet公司ST業(yè)化生產含有CBT樹脂的高流動性PC，用于制造數字存貯卡，而這種應用以前都是用高耐熱ABS樹脂制造的。

2005年5月，Cyclics公司建成生產CBT樹脂的第一套工業(yè)化裝置，該裝置位于德國施瓦赤登，該CBT樹脂初期能力為2490噸／年，2006年生產能力將達到超過4540噸／年。CBT樹脂具有非常的性質，當加熱至加工溫度170～ 240℃時，它可熔化至似水一樣的粘度，并且可催化聚合成PBT，該樹脂可用于混配、澆鑄、模塑和復合。該CBT由來自PBT催化分解的單體制取。2005年底，該公司又建設了第二套CBT樹脂裝置，第二套CBT裝置組合采用新近開發(fā)成功的專利工藝，從上述單體直接生產CBT樹脂，這比從PBT出發(fā)大大降低了生產費用。

Cyclics公司還與Alcan復合物公司、Ahlstrom玻璃纖維公司和巴斯夫公司建立了合作伙伴關系，將具有水一樣加工粘度的CBT材料開發(fā)出新的用途。

第三節(jié) 近年國內外高分子化學改性材料 技術工藝 研發(fā)成果回顧

我國首創(chuàng)“一步法紡絲”新工藝，這種采用聚合熔體直接紡絲（簡稱“一步法紡絲”）產品，于2008年6月經由常熟市長江化纖有限公司和中科院長春應化所聯合成功研發(fā)，并通過了中國紡織工業(yè)協會組織的專家鑒定。這是一種物理性能與市場銷售的滌綸和尼龍等長絲無區(qū)別，可完全生物降解的聚乳酸長絲，其開拓出的連續(xù)聚合熔體直紡聚乳酸長絲新技術、新工藝和所開發(fā)的聚乳酸長絲及其下游產品填補了國內空白，將會給我國化纖、紡織、服裝等 行業(yè) 帶來重大變革。

聚乳酸纖維是以玉米淀粉為原料，經細菌發(fā)酵和化學合成方法而得到的新型高分子纖維材料。由于其既具有化學纖維的物理特性和天然纖維完全生物降解的綠色環(huán)保特性，又具有廣闊而縱深的下游產業(yè)鏈，使之自21世紀初問世以來迅速成為國際紡織服裝業(yè)關注的熱點研發(fā)方向之一和國家的重大需求。

中科院長春應化所 研究 員景遐斌和他的 研究 團隊聚焦聚乳酸纖維這一國際前沿發(fā)展方向，與國內在化纖 行業(yè) 頗具實力的常熟市長江化纖有限公司合作，從2006年起組織開展了“連續(xù)聚合熔體直紡聚乳酸纖維工藝與技術的 研究 ”。經過不懈的艱苦拼搏，先后突破了脫水聚合、裂解純化、開環(huán)聚合、后處理等技術關鍵，從乳酸水溶液出發(fā)，經丙交酯到聚乳酸熔體后，直接紡絲，并于2006年11月首次在模型裝置上紡成聚乳酸長絲。在此基礎上，他們又自主研發(fā)出以“薄膜反應器”為核心的、生產能力達50噸/年的連續(xù)聚合直紡裝置，解決了物料進出、混合與推進、溫度測量與控制等一系列工程技術問題，突破了物料行進過程中在常壓、真空、高壓之間過渡等技術難題。2007年11月，他們成功地在該裝置上以2800～5000米/分的紡絲速度，紡出聚乳酸長絲。經江蘇省纖維檢驗所檢測和染色試驗證明，該聚乳酸長絲的單絲纖度為2～4dtex；斷裂強度≥3.0cN/dtex；斷裂伸長20%～30%；沸水收縮率≤16%；染色色牢度達5級或4～5級，與市售的滌綸和尼龍等長絲基本相當，主要技術指標達美國切片紡絲聚乳酸纖維的水平。

專家認為，在目前不能從國外進口纖維級聚乳酸切片及其生產技術的情況下，該成果自行設計和建成了以薄膜反應器為核心的50噸/年聚乳酸連續(xù)本體聚合直紡長絲裝置；首創(chuàng)了“一步法紡絲”新工藝，不但填補了國內空白，而且與美、日目前采用的“切片紡絲”相比，縮短了工藝流程，減少了熔體降熱解、降低了生產成本，保證了纖維質量，增強了我國在國際聚乳酸市場上的競爭力。這對于推動我國聚乳酸樹脂及纖維的產業(yè)化、延長玉米產業(yè)鏈、推進紡織服裝業(yè)的重大變革等具有重大意義，展示出巨大商機。

第四節(jié) 未來高分子化學改性材料國內外 技術工藝 研發(fā)趨勢 分析

1、通用高分子材料向高性能、多功能、低污染、低成本方向發(fā)展

通用高分子材料主要是指塑料、橡膠、纖維三大類合成高分子材料及涂料、黏合劑等精細高分子材料。高性能、多功能、低成本、低污染（環(huán)境友好）是通用合成高分子材料顯著的發(fā)展趨勢。在聚烯烴樹脂 研究 方面，如通過新型聚合催化劑的 研究 開發(fā)、反應器內聚烯烴共聚合金技術的 研究 等來實現聚烯烴樹脂的高性能、低成本化。高性能工程塑料的 研究 方向主要集中在 研究 開發(fā)高性能與加工性兼?zhèn)涞牟牧?。通過分子設計和材料設計，深入、系統地 研究 芳雜環(huán)聚合物材料制備中的基本化學和物理問題， 研究 其多層次結構及控制技術，認識結構與性能之間的本質聯系，尋求在加工性能和高性能兩方面都適合的材料。合成橡膠方面，如通過 研究 合成方法、化學改性技術、共混改性技術、動態(tài)硫化技術與增容技術、互穿網絡技術、鏈端改性技術等來實現橡膠的高性能化。在合成纖維方面，特種高性能纖維、功能性、差別化、感性化纖維的 研究 開發(fā)仍然是重要的方向。同時生物纖維、納米纖維、新聚合物纖維德 研究 和開發(fā)也是纖維 研究 的重要領域。在涂料和黏合劑方面，環(huán)境友好及特殊條件下使用的高性能涂料和黏合劑是發(fā)展的兩個主要方向。

2、功能高分子材料發(fā)展迅速，應用領域不斷擴大，越來越多的功能高分子材料將從科學發(fā)明、發(fā)現走向實際應用

在有機/高分子光電信息功能材料領域，光、電、磁等功能高分子材料作為新一代信息技術的重要載體，在21世紀整個信息技術的發(fā)展中將占有極其重要的地位。非常值得關注并可能取得突破的重要方向是：有機/高分子顯示材料特別是電致發(fā)光材料、超高密度高分子存儲材料、高分子生物傳感材料等。此外，還有新型功能高分子材料的設計、模擬與計算、合成與組裝以及分子納米結構的構筑。高分子的組裝、自組裝以及在分子電子器件上的應用 研究 等。

在生物醫(yī)用材料領域，總的發(fā)展趨勢是：從簡單的植入發(fā)展到再生和重建有生命的組織和器官；從大面積的手術損傷發(fā)展到微創(chuàng)傷手術治療；從暫時性的組織和器官修復發(fā)展到永久性的修復和替換；從藥物緩釋發(fā)展到控釋、靶向釋放。生物醫(yī)用材料 研究 的重點是：基于生物學原理，賦予材料和植入體生物結構和生物功能的設計；可靠地試驗材料生物安全性和預測材料長期壽命的科學基礎；先進的工藝制造方法學。

在吸附分離材料領域，分離膜的發(fā)展重點是在 研究 聚合物分離膜制備、成膜機理及其與聚合物結構關系基礎上實現膜結構與膜分離性能的預測、調控與優(yōu)化；通過分離膜與生化技術的集成，實現合成高分子膜材料的強度與可加工性能以及天然生物膜的特殊選擇性與生物活性的有機組合。對于吸附分離樹脂，不直接利用生物配體，而是通過模擬親和作用及超分子化學的多重作用（分子識別）來設計合成具有分子識別特征的高選擇性吸附樹脂材料，具有重要的理論意義和實用價值。新型印跡聚合物材料的設計與制備及選擇性分離功能的 研究 也是重要的發(fā)展方向。

3、高分子材料加工領域的 研究 不斷拓展并深化

高分子材料的最終使用性能在很大程度上依賴于經過加工成型后所形成的材料的形態(tài)。聚合物形態(tài)主要包括結晶、取向等，多相聚合物還包括相形態(tài)（如球、片、棒、纖維等）。聚合物制品形態(tài)主要是在加工過程中復雜的溫度場與外力場作用下形成的。因此， 研究 高分子材料在加工過程中外場作用下形態(tài)形成、演化、調控及最終“定構”，發(fā)展高分子材料加工與成型的新方法，對高分子材料的基礎理論 研究 和開發(fā)高性能化、復合化、多功能化、低成本化及清潔化高分子材料有重要意義。目前這一學科前沿 研究 領域的主攻方向是： 研究 在加工成型過程中材料結構的形成與演變規(guī)律，實現對材料形態(tài)的調控；探索新型加工原理和開發(fā)新加工方法。

另外，對于功能高分子材料和自組裝超分子結構材料的加工正成為新興的 研究 領域。例如通過新型的加工方法得到不同微納尺寸的結構應用于光電器件等領域。

第五節(jié) 高分子化學改性材料產品同類替代 技術工藝 發(fā)展

材料是現代科學技術和社會發(fā)展的支柱，高分子材料具有許多其他材料不可比擬的突出性能，在尖端技術、國防建設和過您經濟各個領域已成為不可缺少的材料。目前，還沒有同類替代產品出現。



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