石墨烯研發(fā)熱度高
化工新材料產(chǎn)品種類較多,各產(chǎn)品之間的技術(shù)發(fā)展差異也較大,為便于分析,下面選取市場關(guān)注度高的熱點(diǎn)化工新材料產(chǎn)品為例,分別是屬于先進(jìn)高分子材料的有機(jī)硅、高性能復(fù)合材料領(lǐng)域的碳纖維和無機(jī)化工新材料范疇的石墨烯。
首先來看有機(jī)硅,有機(jī)硅產(chǎn)品具有性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn),市場需求量較大。2012年,我國有機(jī)硅表觀消費(fèi)量約為160萬噸,到2017年有機(jī)硅表觀消費(fèi)量已增長至250萬噸,預(yù)計(jì)2018年達(dá)到271萬噸。
正因此,有機(jī)硅相關(guān)技術(shù)活躍程度較高。根據(jù)SooPAT統(tǒng)計(jì),2010年以來,有機(jī)硅的專利申請量整體呈逐年上升的趨勢,在2016年達(dá)到*值。2018年,有機(jī)硅專利申請量為5372件,較往年有所回落。
再來碳纖維,碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料,具有許多優(yōu)良性能,我國目前主要用于體育休閑領(lǐng)域,所占比重超過一半。得益于國內(nèi)體育休閑行業(yè)發(fā)展迅猛,碳纖維需求量逐年增長。2017年,我國碳纖維需求量已達(dá)到2.35萬噸,同比增長19.90%。
目前,碳纖維主要核心技術(shù)工藝被日本、美國以及歐洲少數(shù)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)把控,并且,由于其高技術(shù)含量、高利潤回報(bào),西方國家長期對我國實(shí)行嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。但基于碳纖維材料的國家戰(zhàn)略需求以及國際技術(shù)封鎖的緊迫形勢,我國已將其列為重點(diǎn)支持的新興產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)之一。
在政策推動下,碳纖維相關(guān)技術(shù)研發(fā)熱情高漲,專利申請量大幅增加。2016年,碳纖維相關(guān)專利申請量超過11000萬件,創(chuàng)下歷史新高;2018年,碳纖維專利申請量為7417件,仍處較高水平。
石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性,在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是一種未來革命性的材料。石墨烯這種世界上*薄、強(qiáng)度*、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能極強(qiáng)的材料激起了全球范圍的研發(fā)熱潮,研發(fā)熱度居高不下。
目前,中國在石墨烯相關(guān)技術(shù)研發(fā)方面走在世界前列,先于美日韓等發(fā)達(dá)國家。2016-2018年,石墨烯相關(guān)專利申請量均維持在1.2萬件以上;2018年,石墨烯專利申請量達(dá)到12097件。
加大研發(fā)投入勢在必行
對于化工新材料技術(shù)的未來趨勢,仍以上述有機(jī)硅、碳纖維、石墨烯為例。首先,國內(nèi)有機(jī)硅企業(yè)將與市場、科研機(jī)構(gòu)緊密結(jié)合,加大研發(fā)投入,創(chuàng)造需求,做到產(chǎn)、銷、研一體化,形成良好的發(fā)展機(jī)制,利用技術(shù)引導(dǎo)市場需求、群體消費(fèi)。同時(shí),利用先進(jìn)的技術(shù),合理開發(fā)下游的有機(jī)硅產(chǎn)品,做到高收率、低消耗、長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
碳纖維領(lǐng)域研發(fā)成果不斷涌現(xiàn),*新前沿技術(shù)不僅聚焦于碳纖維生產(chǎn)制備技術(shù),也投射于汽車材料輕量化、3D打印、發(fā)電材料等更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。另外,碳纖維材料的回收循環(huán)利用、木質(zhì)素基碳纖維制備等成果均有亮眼表現(xiàn)。未來我國將聚焦第三代高性能碳纖維制備技術(shù)研發(fā)(即適用于航空航天的高強(qiáng)度、高模量碳纖維技術(shù)),以及碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的研發(fā),包括面向汽車、建筑修補(bǔ)等的輕量化、低成本大絲束碳纖維制備研究,碳纖維復(fù)合材料的增材制造技術(shù)、回收技術(shù)和快速成型技術(shù)等等。
目前,石墨烯的晶體質(zhì)量與尺寸影響了其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用,根據(jù)特定的應(yīng)用領(lǐng)域如何制備出高質(zhì)量的石墨烯仍是研究的熱點(diǎn)?傮w來看,前期國家支持政策主要集中于石墨烯基礎(chǔ)研究,現(xiàn)階段支持政策大多集中在石墨烯中游產(chǎn)業(yè)鏈上,以石墨烯功能器件的研發(fā)制造為主。