特种橡胶、工程塑料、有机硅、高性能氟材料均以及碳纤维、金属复合材料等都来自化工行业，以上4类新材料在国内均已实现产业化 为期近两月的材料科学第一阶段研究，本期之后正式将告一段落。六大发展重点、十大重点工程、400种重点基础物质，无一不让参与材料科学研究的我们叹为观止。中国经济转型依赖七大战略性新兴产业的崛起，而材料科学则是七大战略性新兴产业的基础，其重要性不言而喻。总体而言，我国的材料科学仍处在起步阶段，与发达国家比存在较大差距，尤其是在技术、研发、产业链建设方面差距较大。 然而令人倍感欣喜的是，随着近年来我国对新材料发展的日益重视，我们在近两月研究材料科学过程中发现以上差距正在不断缩小：我国自主开发的钽铌铍合金、非晶合金、高磁感取向硅钢、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、超硬材料、间位芳纶和超导材料等生产技术已达到或接近国际水平。 与研发同等重要的是新材料的推广应用，即实现产业化。目前我国在稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。本文将重点介绍我们研究过程中发现国内已实现产业化的新材料有300种左右。经统计，这部分新材料主要与化工、有色金属和黑色金属等三大申万一级相关。 化工：高分子与复合材料重点 产品共占比30% 化工行业是诞生材料科学基础物质最重要领域之一。据不完全统计，400种新材料重点产品中至少有120种来自化工行业。其中，先进高分子材料中的特种橡胶、工程塑料、有机硅、高性能氟材料均以及高性能复合材料中的碳纤维、金属复合材料等都来自化工行业，以上4类新材料在国内均已实现产业化。 特种橡胶方面，目前，丁基橡胶(IIR)、丁腈橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPR)、异戊橡胶(IR)、聚氨酯橡胶、氟橡胶及相关弹性体均已经有一定的生产规模，“十二五”期间的任务是扩大上述产品的生产规模，力争到2015年国内市场满足率超过70%。 其中，丁基橡胶包括IIR1751、IIR1751F和IIR0745等品种，具有优良的气密性，较好的耐热、耐老化、耐酸碱、耐臭氧、耐化学溶剂、电绝缘、减震及低吸水等性能，生产丁基橡胶的关键技术装备是淤浆法、溶液法技术，聚合釜、流化干燥床、脱气釜和汽提釜、脱硫专用捏炼机、空压机。国外生产商有美国埃克森、德国巴斯夫等巨头，国内领先的生产企业则包括中国石化(600028.SH)、海南橡胶(601118.SH)等。 工程塑料方面，目前我国已经开始生产的品种包括聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯醚(PP0)和聚苯硫醚(PPS)等产品，而聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等高端产品则仍以研发为主。到“十二五”末，力争上述材料的国内市场满足率超过50%。 其中，聚碳酸酯具有优良的电性能、高透明性、抗冲击性，吸水率低、尺寸稳定性好，良好机械性能，目前国内涉足聚碳酸酯生产企业有金发科技(600143.SH)、东材科技(601208.SH)等。 有机硅方面，硅橡胶、硅树脂等有机硅聚合物产品在国内已进入产量化生产。其中，空间级硅橡胶具有拉伸强度≥2MPa，断裂伸长率≥200%，剪切强度≥1MPa，TML≤1%，CVCM≤0.1%，生产的关键技术装备是分子真空泵。国内有机硅生产企业是新安股份(600596.SH). 高性能氟材料方面，聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)及高性能聚四氟乙烯等高端含氟聚合物在国内已有生产，也是“十二五”重点发展的对象。 其中，聚全氟乙丙烯具有可熔融加工，耐温200℃的性能，生产的关键技术装备是聚合物组成控制、溶液聚合工艺、在线分析仪器与自动化控制，下游主要应用领域是耐高温电线电缆、化工防腐。杜邦、苏威、阿科玛是国际的氟化工巨头，国内方面三爱富(600636.SH)、巨化股份(600160.SH)等也涉足上述氟化工材料的生产。 高性能纤维和复合材料中已经产量化的新材料主要包括碳纤维、树脂基复合材料、陶瓷基复合材料和金属基复合材料。 在研究过程中我们发现，我国陶瓷基复合材料和树脂基复合材料均已达到国际先进水平。依托西北工业大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学的陶瓷基复合材料研究所和国家级树脂基复合材料结构制造技术研究应用中心的树脂基复合材料研究水平领先。 资料显示，树脂基复合材料中的连续纤维增强热塑性复合材料主要性能指标是碳纤维增强PPS，拉伸强度≥1500MPa，拉伸模量≥100GPa；碳纤维增强PEEK，拉伸强度≥1800MPa，拉伸模量≥120GPa，生产的关键技术装备是热塑性树脂对纤维的浸渍工艺，浸渍设备，下游的应用领域是汽车部件、能源等。国内涉足上述材料生产的企业有中材科技(002080)(002080.SZ)、长海股份(300196)(300196.SZ)等。 有色金属和黑色金属： 孕育新材料半壁江山 统计显示，有色金属和黑色金属行业相关的新材料重点产品包括特种金属功能材料和高端金属结构材料两大类共193种重点产品，这两个行业与化工行业一起，在新材料产业中形成三足鼎立之势。其中，特种金属功能材料中的稀土功能材料、半导体和其他功能合金以及高端金属功能材料中的高品质特殊钢、铝合金、钛合金等产品均已进入产量化阶段，占上述两大类材料的九成以上。 以我国产量占据世界前列的稀土材料为例。稀土材料可再细分为稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、稀土催化材料和其他稀土功能材料等五个小类，共计25种重点产品。到2015年，上述稀土材料在高新技术产业领域推广应用达到70%以上。 目前国内钕铁硼磁体、钐钴磁体、储氢合金和各向同性钐铁氮粘结磁粉及磁体等均已形成一定的产业规模。其中，烧结钕铁硼磁体具有矫顽力30kOe以上，高使用温度，或磁体磁能积(MGOe)与矫顽力(kOe)之和在65以上的性能，广泛应用于计算机、新能源汽车、风力发电机，节能家电等领域，国内的中科三环(000970)(000970)背靠中科院研究所，是上述产品的主要生产者。 除了上述化工、有色金属和黑色金属三大行业涉及的重点产品，来自电子行业的特种玻璃如透明导电氧化物(TCO)玻璃、液晶平板显示器(TFT-LCD)基板玻璃以及医疗行业的生物材料如不锈钢支架及输送器材料，也已经实现了产业化的生产。“十二五”期间的主要任务，是进一步提升上述已产业化新材料的产能，基本实现进口替代，自给自足。 |
