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高分子材料改性的目的意义和发展的介绍

随着工农业的快速发展,国民经济各行业对材料的需求大大加快,这不仅表现在需求量上,同时也表现在对性能的需求上,即随着各种产品品质的提高,其对所用材料的性能要求也随之提高。因此对材料本身性能提高的研究是科技工作者在进行大力研究的课题。正是由于对材料研究的力度加大,所以具有崭新性能的新材料层出不穷,发展很快。因此新材料产业,充满着无限的发展前景和商机,是各国都在大力发展的产业之一。
高分子材料是新材料发展的重要内容,其对于新材料的重要性已被大家认识。因此,高分子新材料的开发与发展都是很块的,特别是工程塑料、功能塑料、精细塑料等更是以惊人的速度发展。据统计,2010 年世界塑料总产量已达2.5亿多吨,近10 年总的年均增长率达5.5%。其中美国塑料总产量占据世界第一,达7000 多万吨,占世界塑料总产量近1/3,其次是日本。世界几个大的塑料生产国和消费国或地区为美国,日本、德国、韩国、法国、比利时、荷兰、中国(包括台湾省),这些国家的年产量都达到了1000万吨以上。
我国高分子材料工业发展速度也很快。特别是塑料工业自2008 年起已连续3 年产量超过了4000万吨,2010年塑料制品总产量达到5800多万吨,年均增长率达10%以上,其中农业用塑料约157万吨,各种包装用塑料约642万吨, 日用品塑料约645万吨,塑料编制产品712万吨,塑料容器约343万吨,塑料管材约800万吨。从产品结构中可以看出,塑料薄膜(包括塑料农膜)和日用品塑料占我国塑料消费量的一半以,而这些塑料制品对材料的性能要求不高,技术含量低,附加值低。所以我国目前也正在调整塑料产业结构,向高技术含量、高附加值产品转移。其中,随着汽车、家电、信息通讯、交通运输的快速发展,对高性能塑料材料的需求急剧加大。针对这一情况,加大开发、生产高性能塑料新材料是目前我国塑料工业结构调整的重要内容,同时在企业规模上也要进行整合和重建,以形成具有规模效益的、高性能塑料新材料的生产基地。
就技术角度来讲,高性能塑料新材料的生产主要有两个途径:一是聚合方法,就是在单体聚合的过程中,通过控制不同单体的比例,以及添加特种单体来合成具有崭新性能或特种功能的新材料,同时在聚合工艺上进行革新,如目前出现的定向聚合、茂金属催化结合、模板聚合、管道聚合等聚合新技术,以合成具有人们所需要的结构及性能的新材料。这种工艺投资较大,研发周期较长,实现工业化生产难度较大;适合大型石化企业的超大规模化生产。二是通过共混等改性的方法来改进塑料材料的性能,通过控制不同聚合物的比例、相容性、界面结构等来达到实现新功能、高性能的新材料的生产。这一方法具有研发周期短、投资少、见效快、容易工业化生产等优点,因此得到了较快发展,其发展速度之快,已超过了预想。这种改性塑料主要是针对汽车、家电、通信、高档工具等的特殊需求而发展的。由于汽车、家电等产品的特殊性及对材料要求的高级化,一般的塑料材料很难满足它们的要求,必须对其改性后才可达到应用设计要求。
据统计,目前国内汽车、家电、通信、高档工具等对各种改性塑料专用料的需求量很大。首先是汽车工业特别是轿车工业对塑料专用料的需求较大。每辆汽车用塑料量约占整个车身重量的15%左右。2010年我国汽车总产量达1800万辆以上,对改性塑料专用料的需求量将达200万吨以上;其次是家电,目前在各种家电产品中都使用了塑料专用料,如冰箱、冷柜、洗衣机、空调器、电风扇以及众多小家电等,预计对各种塑料的雳求量达300万吨,其中改性专用料约100万吨;第三是通信以及计算机等高端产品,随着通信业的发展,移动电话的用量急剧增加。2010年手机消费量达4亿部,需塑料专用料达24万吨;计算机及笔记本对塑料专用料的需求达50万吨,总计约74万吨;第四是各种电动工具对改性塑料专用料的需求约10万吨左右;第五,其它行业对改性塑料的需求量约30万吨左右。因此我国对各种改牲塑料专用料的总需求量在2012年达400万吨以上。
从国际上来看,新材料也是各大公司重要的发展内容之一。如目前世界500 强企业中,有很多都有自己的材料研发和生产基地,如GE公司、三菱公司、东芝公司、三星公司. LG公司等。要想把企业做成世界500强的企业,必须发展新材料这一领域。从世界范围来讲,改性塑料产量达到了4000万吨以上,应用于汽车、家电、通信、计算机等领域,对这些产品的品质保证起到了重要作用。
随着科技飞速发展和人民生活水平大幅度提高,消费者、生产者对汽车、家电]、计算机、手机等产品质量、功能和外观设计的要求不断提高和多样化,这就要求新材料的功能化和多样化,促使企业不断提高对新材料的研发和应用,以提高产品的竞争力,保障企业快速、高效的发展。改性塑料由于其特有的性能、市场和经济性的适应性与快速反应性,在汽车、家用电器和电子通信等领域大有用武之地,对推动我国汽车、家用电器和电子通信产品的性能提升,提高同国外著名品牌的市场竞争能力,将起十分重要的作用,具有显著的社会效益和经济效益。
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