18項高分子材料成重點發展領域

2016-04-06

《中國制造2025》圍繞經濟社會發展和國家安全重大需求,選擇10大優勢和戰略產業作為突破點,力爭到2025年達到國際領先地位或國際先進水平。


十大重點領域是:新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農業裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械。

 

 為指明十大重點領域的發展趨勢、發展重點,引導企業的創新活動,國家制造強國建設戰略咨詢委員會特組織編制了【《中國制造2025》重點領域技術路線圖】,其中提到與高分子材料直接相關的項目如下:

 

 1、降低船體摩擦阻力涂料

  重點突破新型高性能降阻涂料技術、船底空氣潤滑降阻技術等。

 

 2、低溫材料與防寒設備

  重點開展適用于極地航行船舶的低溫材料、泵、閥件等核心液壓元件低溫啟動和密封技術研發。

 

 3、輕量化車身

 實現復合材料/混合材料技術突破,降低成本,在新能源汽車上的應用率達到30%,自主率超過50%。

 

 4、高性能聚烯烴材料

 突破高熔融指數聚丙烯、超高分子量聚乙烯、發泡聚丙烯、聚丁烯-1(PB)等工業化生產技術,實現規模應用。

 

 5、聚氨酯樹脂

 重點發展環保型聚氨脂材料如水性聚氨酯材料,加快發展脂肪族異氰酸酯等原料。

 

 6、氟硅樹脂

 重點發展聚偏氟乙烯、PET、其它氟樹脂以及硅樹脂、硅油等。

 

 7、特種合成橡膠

 重點發展異戊橡膠并配套發展異丁烯合成異戊二烯;發展硅橡膠、溶聚丁苯橡膠和稀土順丁橡膠;發展鹵化丁基、氫華丁腈等具有特殊性能的橡膠等。

 

 8、生物基合成材料

 重點突破生物基橡膠合成技術,生物基芳烴合成技術,生物基尼龍制備關鍵技術,新型生物基增塑劑合成及應用關鍵技術,生物基聚氨酯制備關鍵技術,生物基聚酯制備關鍵技術,生物法制備基礎化工原料關鍵基礎技術等。

 

 9、生物基輕工材料

 重點發展聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚對苯二甲酸二元醇酯(PET、PTT)、聚羥基烷酸(PHA)、聚酰胺(PA)等產品。PLA關鍵單體L-乳酸和D-乳酸的光學純度達99.9%以上,成本下降20%;PBS關鍵單體生物基丁二酸、1,4-丁二醇提高生物轉化率達5-10%;PTT關鍵單體1,3-丙二醇以木薯淀粉、甘油等非糧原料發酵生產,PTT纖維聚合紡絲實現產業化;PA關鍵單體戊二胺硫酸鹽成品純度高于99%,成本下降20%。

 

 10、特種工程塑料

 重點發展基于熱塑性聚酰亞胺(PI)工程塑料樹脂、雜萘聯苯型聚醚砜酮共聚樹脂(PPESK)、高端氟塑料的加工成型的特種纖維、過濾材料、耐高溫功能膜、高性能樹脂基復合材料、耐高溫絕緣材料、耐高溫功能涂料、耐高溫特種膠粘劑。熱塑性聚酰亞胺工程塑料樹脂,粘度0.38dL/g,Tg=230-310℃,Td5%>500℃,拉伸強度>100MPa,彎曲強度>150MP,成本<15萬/噸;雜萘聯苯型聚醚砜酮共聚樹脂,Tg=263-305℃,拉伸強度90-122MPa,拉伸模量2.4-3.8GPa,體積電阻率3.8-4.8×1016Ω·cm,成本降低到PEEK的50-70%。高端氟塑料主要性能指標:超純氟塑料制品:PTFE固體表現密度SSG≤2.147g/cm3,PTFE樹脂拉伸強度>28MPa,伸長率>350%,絕緣強度>3.5KV/mil。滿足SEMI標準中C12的要求;耐高低溫氟材料功能膜、特種氟纖維及過濾產品:滿足高端環保要求,PTFE樹脂要求壓縮比>3000,拉伸強度>28MPa,伸長率>360%;油氣及化工流體輸送用泵、閥門及管道用PVDF樹脂要求密度1.75-1.77g/cm3,熔指0.5-2.0g/10min,熔點156-165℃,熱分解溫度≥390℃,含水率≤0.10%,玻璃化溫度≤-35℃,脆化溫度≤-62℃。

 

 11、先進紡織材料

 (1)高端產業用紡織品

 2020年實現可吸收縫合線、血液透析材料的自主產業化,部分替代國外進口產品;滿足熱、生化、靜電、輻射等功能防護要求;高溫過濾、水過濾產品性能滿足各應用領域要求;土工材料滿足復雜地質環境施工要求。2025年,滿足多功能復合防護要求,同時實現輕質、舒適和部分智能化,過濾產品壽命和穩定性進一步提升,實現低成本應用和智能化監測預警等功能結合。

 (2)功能紡織新材料

 2020年,阻燃極限氧指數?32,無熔滴,滴水擴散時間?1s,能耗降低20%。2025年高端產品基本實現自給。

 (3)生物基化學纖維

 2020年PTT纖維原料1,3-丙二醇純度大于99.5%,成本控制在1.5萬元/噸以下;聚乳酸耐熱溫度≥110℃,單體純度≥99.9%,PLA纖維斷裂強度大于3.5g/d,斷裂伸長30%-35%。2025年PLA纖維生產成本接近PET生產成本。

 

 12、高性能分離膜材料

 (1)海水淡化反滲透膜產品

 脫鹽率大于99.8%,水通量提高30%,海水淡化工程達到200萬噸/日,裝備國產化率大于80%。

 (2)陶瓷膜產品

 裝填密度超過300m2/m3,成本下降20%,需求量達到20萬m2,突破低溫共燒結技術,形成氣升式膜分離裝備,能耗下降30%。

 (3)離子交換膜產品

 膜性能提高20%,氯堿工業應用超過1000萬噸規模,突破全膜法氯堿生產新技術和成套裝置。

 (4)中空纖維膜產品

 在自來水生產、污水處理等領域應用超過1000萬噸/日,膜面積超過2000萬m2。

 (5)滲透汽化膜產品

 滲透通量提高20%,膜面積達到10萬m2,突破大型膜組器和膜集成應用技術,推廣應用規模超過百萬噸溶劑脫水和回收,節能30%以上。

 

13、高性能纖維及復合材料

 (1)高性能碳纖維及其復合材料

 2020年國產高強碳纖維及其復合材料技術成熟度達到9級,實現在汽車、高技術輪船等領域的規模應用;2025年,國產高強中模、高模高強碳纖維及其復合材料技術成熟度達到9級;力爭在2025年前,結合國產大飛機的研發進程,航空用碳纖維復合材料部分關鍵部件取得CAAC/FAA/EASA等適航認證。碳纖維(T800級)拉伸強度≥5.8GPa,CV≤4%,拉伸模量294GPa,CV≤4%。

 (2)高性能對位芳綸纖維及其復合材料

 2025年國產對位芳綸纖維及其復合材料技術成熟度達到9級。

 建立統一標準的高性能纖維材料技術體系,攻克系列化高性能纖維高效制備產業化技術,開展與國產高性能纖維相匹配的復合材料基體材料、設計技術、成型工藝、性能表征、應用驗證及回收再利用等研究,確保重大裝備需求。對位芳綸斷裂強度20-22cN/dtex,斷裂伸長率3-4%;聚酰亞胺纖維單絲纖度為2.0dTex,強度>4cN/dTex,極限氧指數為38%。

 (3)其他高性能纖維及其復合材料

 重點發展金屬基、陶瓷基先進復合材料、構件及相關工藝裝備;聚酰亞胺纖維單絲纖度為2.0dTex,強度>4cN/dTex,極限氧指數為38%;超高分子量聚乙烯纖維、玄武巖纖維、聚苯硫醚纖維、高強度高模量聚乙烯醇縮甲醛纖維、聚四氟乙烯纖維、碳化硅纖維等重要品種;開發高性能PBO纖維,拉伸強度5.8GPa,模量270GPa,極限氧指數為68%。

 14、新一代生物醫用材料

 (1)再生醫學產品

 研制出5-10種應用于骨、皮膚、神經等組織再生修復的生物活性材料,高端再生醫學產品年產規模50億元。

 (2)功能性植/介入產品

 開發出5-10項應用于心血管、人工關節、種植牙、視覺恢復等臨床治療的生物醫用材料,高端功能性植/介入產品年產規模30億元。

 (3)醫用原材料

 實現重要原材料的國產化,支撐量大面廣的醫用耗材、滲透膜、可降解器械等產品,實現年產規模30億元。

 

15、3D打印用材料

 (1)其它3D打印特種材料

 突破適用于3D打印材料的產業化制備技術,建立相關材料產品標準體系。

 (2)醫用增材制造技術(3D打印技術)

 適于3D打印技術的可植入材料及修飾技術,碳納米與石墨烯醫用材料技術、用于個性化制造的全面解決方案,包括檢測、計算機輔助設計與制造技術等。

 

 16、智能仿生與超材料

 (1)可控超材料與裝備

 實現特定頻段內電磁波從吸波與透波的可控轉換,或者將特定頻段內的吸波或透波轉換為輻射電磁波。

 (2)仿生生物粘附調控與分離材料

 實現長效抗海洋生物粘附(3年,低于5%),環境無毒害;實現高效的粘附調控富集分離99%以上;獲得2-3種長效仿生抗海洋生物粘附的涂層材料及仿生高效分離技術與裝備。

 (3)柔性智能材料與可穿戴設備

 實現柔性仿生智能材料“卷對卷”的生產,實現電磁可調、智能傳感、0-360度任意彎曲、與人體兼容。整體突破仿生生物粘附調控與分離材料的大面積制備與涂層黏合技術;智能材料的柔性化、大面積的制備和生物兼容技術;具有智能化和仿生特性的自適應可控式超材料的聯合設計技術。

 

 17、石墨烯材料

 (1)電動汽車鋰電池用石墨烯基電極材料

 較現有材料充電時間縮短1倍以上,續航里程提高1倍以上。

 (2)海洋工程等用石墨烯基防腐蝕涂料

 較傳統防腐蝕涂料壽命提高1倍以上。

 (3)柔性電子用石墨烯薄膜

 性價比超過ITO,且具有優異柔性,可廣泛應用于柔性電子領域。

 (4)光/電領域用石墨烯基高性能熱界面材料

 石墨烯基散熱材料較現有產品性能提高2倍以上。

 整體突破石墨烯的規模制備技術,石墨烯粉體的分散技術,石墨烯基電極材料的復合技術。

 

 18、醫療器械先進治療設備

 (1)大型重離子/質子腫瘤治療設備、圖像引導放療設備、高清電子內窺鏡、高分辨共聚焦內窺鏡、數字化微創及植介入手術系統、手術機器人、麻醉機工作站、自適應模式呼吸機、電外科器械、術中影像設備、腦起搏器與迷走神經刺激器等神經調控系列產品、數字一體化手術室、可降解血管支架、骨科及口腔材料植入物、可折疊人工晶體等。

 (2)關鍵零部件

 大熱容量X射線管(8MHU以上)、新型X射線光子探測器、超聲診斷單晶探頭、面陣探頭(2000陣元以上)、微型高頻超聲探頭(血管或內窺鏡檢測),3T以上高場強超導磁體、MRI用多通道譜儀(64通道以上)、CT探測器、PET探測器(基于硅光電倍增管)、可降解血管支架材料、透析材料、醫用級高分子材料、植入電極、臨床檢驗質控用標準物質等核心部件。


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