第一節(jié) 產(chǎn)品投資機會
由于高分子納米復合材料既能發(fā)揮納米粒子自身的小尺寸效應、表面效應和量子效應,以及粒子的協(xié)同效應,而且兼有高分子材料本身的優(yōu)點,使得它們在催化、力學、物理功能(光、電、磁、敏感)等方面呈現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的特性,故而有廣闊的應用前景。
高分子納米復合材料應用領域
性能 | 用途 |
催化 | 催化劑 |
力學性能 | 增強、增韌的高分子材料 |
磁性 | 磁記錄、磁存儲、吸波材料等 |
電學性能 | 導電漿料、絕緣漿料、非線性電阻、靜電屏蔽材料、電磁屏蔽材料等 |
光學性能 | 光吸收材料、隱身材料、光通信材料、非線性光學材料、光記錄、光顯示、光電材料等 |
熱學性能 | 低溫燒結(jié)材料 |
敏感特性 | 敏感材料(壓敏、濕敏、溫敏等) |
其它 | 仿生材料、醫(yī)用材料、環(huán)保材料、耐摩擦、耐磨損材料、高介電材料等 |
利用納米粒子的催化特性,并用高聚物作為載體,既能發(fā)揮納米粒子的高催化性和選擇催化性,又能通過高聚物的穩(wěn)定作用使之具有長效穩(wěn)定性[76~78]。常用的納米粒子催化劑主要是金屬粒子,有貴金屬(Pt、Rh、Ag、Pd等)、非貴金屬(Ni、Fe、Co等)。另外一些金屬氧化物,如TiO2等具有光催化性能,這些粒子可以負載在多孔樹脂上或沉積在聚合物膜上,從而得到納米粒子/聚合物復合材料催化劑,如Ni/PEO用作烯烴催化氫化等。
納米粒子加入聚合物基體后,能夠改善材料的力學性能。如納米α-Al2O3/環(huán)氧樹脂體系,粒徑27nm,用量1%~5%(質(zhì)量分數(shù))時,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高,模量達極大值,用量超過10%(質(zhì)量分數(shù))后,模量下降。又如插層原位聚合制備的聚合物基有機—無機納米級復合材料(聚酰胺/粘土納米復合材料等)具有高強度、高模量、高熱變形溫度等優(yōu)點,目前已有產(chǎn)品出現(xiàn),用作自行車、汽車零部件等。
尤其引人注目的是高分子納米復合材料在功能材料領域方面的應用,包括磁性、電學性質(zhì)、光學性質(zhì)、光電性質(zhì)及敏感性質(zhì)等方面。
磁性納米粒子由于尺寸小,具有單磁疇結(jié)構(gòu),矯頑力很高,用它制作磁記錄材料可以提高記錄密度,提高信噪比;一般要求與聚合物復合的納米粒子,采用單磁疇針狀微粒,且不能小于超順磁性臨界尺寸(10nm)。
利用納米粒子的電學性質(zhì),可以制成導電涂料、導電膠等,例如用納米銀代替微米銀制成導電膠,可以節(jié)省銀的用量;還可以用納米微粒制成絕緣糊、介電糊等。另外可用于靜電屏蔽材料,日本松下公司應用納米微粒Fe2O3、TiO2、Cr2O3、ZnO等具有半導體特性的氧化物粒子制成具有良好靜電屏蔽的涂料,而且可以調(diào)節(jié)其顏色;在化纖制品中加入金屬納米粒子可以解決其靜電問題,提高安全性。
利用復合體系的光學性能,可以制成如下材料:(1)優(yōu)異的光吸收材料。例如在塑料制品表面上涂上一層含有吸收紫外線的納米粒子的透明涂層,可以防止塑料老化;某些納米微粒具有很強的吸收中紅外頻段的特性,加入纖維后可以對人體釋放的紅外線起到了很好的屏蔽作用,且可以增加保暖作用,減輕衣服的質(zhì)量。(2)隱身材料。納米粒子對不同波段的電磁波有強烈的吸收作用,包括紅外線、雷達波,且其尺寸遠小于紅外線和雷達波波長,透射率較高,所以反射信號強度大大降低,達到隱身作用,且粒子密度小,利于在航空方面的應用。例如納米氧化鋁、氧化鐵、氧化硅等對中紅外波段的吸收;納米磁性粒子既有優(yōu)良的吸波特性,又有良好的吸收和耗散紅外線的性能;納米級的硼化物、碳化物,包括納米纖維,也能應用在隱身材料方面。(3)光通訊材料。如納米TiO2粒子/聚酰亞胺復合材料用作波導管。(4)非線性光學材料。許多納米無機粒子具有大的三階非線性光學系數(shù)χ(3),如納米粒子SiO2/PPV復合材料等。(5)光電材料。利用半導體高分子和納米粒子復合材料的光誘導電化學反應,可以制備光致變色材料,彩色顯示材料等,如TiO2、WO3、CdS納米粒子/聚苯胺構(gòu)成光致變色體系,用于光記錄;TiO2納米粒子/MEH—PPV制備固體高分子激光二極管等。
利用納米粒子的低熔點性質(zhì),如納米銀粒子熔點可以降低到100℃,制成的導電漿料可以在低溫進行燒結(jié)。
利用高分子納米復合材料的敏感特性用作敏感材料,這是它最有前途的應用領域之一。不僅由于納米粒子具有表面積大,表面活性高,對周圍環(huán)境敏感,溫度、氣氛、光、濕度等的變化會引起粒子電學、光學等行為的變化,而且納米粒子在基體中的聚集結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化,引起粒子協(xié)同性能的變化,因此可望利用納米粒子制成敏感度高的小型化、低能耗、多功能傳感器。例如氣體傳感器,紅外線傳感器,壓電傳感器,溫度傳感器和光傳感器等。
高分子納米復合材料用于仿生材料也有大量 研究 ,實際上自然界生物的某些器官就是天然的高分子納米復合材料。美國Arizona材料實驗室和Princeton大學選用聚二甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯共混物作為基體,通過鈦的醇鹽水解在基體中原位生成長型的納米TiO2粒子,通過沉淀過程中拉伸來控制堆垛取向,來制備人造骨頭。又如采用無機納米粒子與高沸點多官能低聚物(UDMA、Bis-GMA、Bis-PMEPP等)混和成型,所得材料的硬度高、耐磨性好、吸水性低、透明性高,可用于制備人工齒。另外,高分子納米復合材料還可用于醫(yī)用材料,如醫(yī)用紗布中加入納米銀粒子可以消毒殺菌;還可用于環(huán)保材料,例如負載納米粒子的多孔樹脂可用于廢氣、廢水等的處理;還可用作耐摩擦、耐磨損材料和高介電材料。
總之,由于高分子納米復合材料具有許多優(yōu)異的性能,展示出誘人的應用前景
第二節(jié) 產(chǎn)品投資風險
1、政策風險
我國政府對于高分子復合材料 行業(yè) 一貫持鼓勵政策,對于高分子復合材料企業(yè)也提供了不少鼓勵措施。但也不排除政府由于經(jīng)濟因素、政治因素、宏觀調(diào)控等因素,出臺針對 行業(yè) 的限制政策,如企業(yè)不能及時應對,將造成政策風險。
2、技術風險
技術風險是指高分子復合材料生產(chǎn)經(jīng)營中,由于相關技術的有效性、科學性、先進性、可替代性、適應性等因素引起產(chǎn)品產(chǎn)量或質(zhì)量偏離標準或預期而造成損失的可能性。高分子復合材料生產(chǎn)經(jīng)營過程中,需要使用適應發(fā)展高分子復合材料技術、營銷技術以及企業(yè)管理技術,所需的生產(chǎn)資料也需要相應的技術來開發(fā)生產(chǎn)。只要這些技術的保障支撐作用不能確保有效,不能確保過程中的每個環(huán)節(jié)都達到標準,則技術風險就存在。高分子復合材料企業(yè)高新技術水平較低,自主創(chuàng)新能力不足,企業(yè)裝備水平總體滯后,產(chǎn)品檔次不高,低技術含量、低檔次的加工傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)面臨著國際國內(nèi)競爭和提升技術的雙重壓力。如企業(yè)不能及時解決,將造成技術風險。
3、市場風險
我國加入WTO以后,原材料價格波動較大,隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴大,以及自身的生產(chǎn)工點,特別是原料市場為賣方市場,原料短缺的現(xiàn)狀難以解決,決定了企業(yè)必須隨時保持一定規(guī)模的原料和在產(chǎn)品儲備,這就造成占用企業(yè)大量資金,加大了企業(yè)原料供給的風險。另外,煤、電、油等能源和運輸?shù)氖袌鰞r格上漲,也對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營帶來一定影響。
從發(fā)展趨勢看,國際高分子復合材料企業(yè)的主要特點是集團化、大型化、全球化和注重研發(fā),集團化、名牌戰(zhàn)略、以優(yōu)競爭、以質(zhì)取勝,是世界高分子復合材料業(yè)的重要走向。但從經(jīng)濟全球化和全面參與國際競爭的高標準來衡量,我國的高分子復合材料業(yè)“大而不強”,存在著不少影響該 行業(yè) 產(chǎn)業(yè)國際競爭力提高的主要不利因素。
4、財務風險
公司經(jīng)營資金主要靠自有資金和銀行貸款解決,銀行貸款在很大程度上受國家宏觀經(jīng)濟政策特別是金融政策等外部因素的制約。因此在公司經(jīng)營規(guī)模逐漸擴大的情況下,不排除由于融資能力的限制出現(xiàn)資金緊張、影響公司經(jīng)營的可能。
2008年國家貸款利率政策的變化,將會影響公司的融資成本。隨著國家從緊貨幣政策的實施,銀行貸款利率的上浮,公司的融資成本將不斷增加,從而有可能影響公司的效益。
5、經(jīng)營管理風險
經(jīng)營管理能力的強弱、管理經(jīng)驗是否充足以及管理者的素質(zhì)和工作能力的好壞都給公司帶來一定的經(jīng)營管理風險。今后整個 行業(yè) 發(fā)展速度將會進一步加快,盡管公司都會十分注重組織模式和管理制度的建立、完善和優(yōu)化,但是制度的完善和優(yōu)化需要一定的過程,因而不排除完善的速度滯后于發(fā)展速度的可能。
第三節(jié) 產(chǎn)品投資收益預測
對于高分子復合材料方面的 研究 ,國外已開展了近二十年,并已有了較為成熟的科研技術成果,一些大公司已經(jīng)對一些較成熟的高聚物/納米復合材料逐步商品化。我國納米材料 研究 起步雖晚但發(fā)展很快,對于有些方面的 研究 工作與國外相比還處于較先進水平。如:漆宗能等對聚合物基粘土納米復合材料的 研究 ;黃銳等利用剛性粒子對聚合物改性的 研究 都在學術界極有影響;另外,四川大學高分子科學與工程國家重點實驗室發(fā)明的磨盤法、超聲波法制備聚合物基納米復合材料也是一種很有前景的制備手段。盡管如此,在總體水平上我國與先進國家相比尚有一定差距。但無可否認,高分子復合材料由于其獨特的性能,使其在增強聚合物應用中有著廣泛的前景,高分子復合材料的應用對開發(fā) 研究 高性能聚合物復合材料有重大意義。特別是隨著廉價高分子復合材料不斷開發(fā)應用,粒子表面處理技術的不斷進步,納米材料增強、增韌聚合物機理的 研究 不斷完善,高分子復合材料改性的聚合物將逐步向工業(yè)化方向發(fā)展,其應用前景會更加誘人。
第四節(jié) 產(chǎn)品投資熱點及未來投資方向
1、復合材料創(chuàng)新
復合材料創(chuàng)新包括復合材料的技術發(fā)展、復合材料的工藝發(fā)展、復合材料的產(chǎn)品發(fā)展和復合材料的應用,具體要抓住樹脂基體發(fā)展創(chuàng)新、增強材料發(fā)展創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝發(fā)展創(chuàng)新和產(chǎn)品應用發(fā)展創(chuàng)新。到2007年,亞洲占世界復合材料總銷售量的比例將從18%增加到25%,目前亞洲人均消費量僅為0.29kg,而美國為6.8kg,亞洲地區(qū)具有極大的增長潛力。
2、聚丙烯腈基纖維發(fā)展
我國碳纖維工業(yè)發(fā)展緩慢,從CF發(fā)展回顧、特點、國內(nèi)碳纖維發(fā)展過程、中國PAN基CF市場概況、特點、“十五”科技攻關情況看,發(fā)展聚丙烯腈基纖維既有需要也有可能。
3、玻璃纖維結(jié)構(gòu)調(diào)整
我國玻璃纖維70%以上用于增強基材,在國際市場上具有成本優(yōu)勢,但在品種規(guī)格和質(zhì)量上與先進國家尚有差距,必須改進和發(fā)展紗類、機織物、無紡氈、編織物、縫編織物、復合氈,推進玻纖與玻鋼兩 行業(yè) 密切合作,促進玻璃纖維增強材料的新發(fā)展。
4、開發(fā)能源、交通用復合材料市場
一是清潔、可再生能源用復合材料,包括風力發(fā)電用復合材料、煙氣脫硫裝置用復合材料、輸變電設備用復合材料和天然氣、氫氣高壓容器;二是汽車、城市軌道交通用復合材料,包括汽車車身、構(gòu)架和車體外覆蓋件,軌道交通車體、車門、座椅、電纜槽、電纜架、格柵、電器箱等;三是民航客機用復合材料,主要為碳纖維復合材料。熱塑性復合材料約占10%,主要產(chǎn)品為機翼部件、垂直尾翼、機頭罩等。我國未來20年間需新增支線飛機661架,將形成民航客機的大產(chǎn)業(yè),復合材料可建成新產(chǎn)業(yè)與之相配套;四是船艇用復合材料,主要為游艇和漁船,游艇作為高級娛樂耐用消費品在歐美有很大市場,由于我國魚類資源的減少、漁船雖發(fā)展緩慢,但復合材料特有的優(yōu)點仍有發(fā)展的空間。
5、纖維復合材料基礎設施應用
國內(nèi)外復合材料在橋梁、房屋、道路中的基礎應用廣泛,與傳統(tǒng)材料相比有很多優(yōu)點,特別是在橋梁上和在房屋補強、隧道工程以及大型儲倉修補和加固中市場廣闊。
6、復合材料綜合處理與再生
重點發(fā)展物理回收(粉碎回收)、化學回收(熱裂解)和能量回收,加強技術路線、綜合處理技術
研究
,示范生產(chǎn)線建設,再生利用
研究
,大力拓展再生利用材料在石膏中的應用、在拉擠制品中的應用以及在SMC/BMC模壓制品中的應用和典型產(chǎn)品中的應用。
免責申明:本文僅為中經(jīng)縱橫
市場
研究
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