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18 áreas clave de desarrollo de materiales poliméricos en la próxima década



18 áreas clave de desarrollo de materiales poliméricos en la próxima década

Made in China 2025 focuses on Economic and Social Development and National major Security Needs, selects 10 major advantages and Strategic Industries as Breakthrough, and strives to reach International Leading position or International Advanced Level by 2025.Máquinas y robots de control numérico de alta gama, equipo aeroespacial, equipo de ingeniería marina y buques de alta tecnología, equipo avanzado de transporte ferroviario, vehículos de ahorro de energía y nueva energía, equipo eléctrico, equipo agrícola, nuevos materiales, equipo biomédico y equipo médico de alto rendimiento.


Con el fin de señalar las tendencias de desarrollo y las prioridades de las diez esferas prioritarias y orientar las actividades innovadoras de las empresas, el Comité Consultivo de la estrategia nacional de construcción de la energía eléctrica para la industria manufacturera organizó y preparó la hoja de ruta tecnológica de las esferas prioritarias "made in China 2025",Se mencionan los siguientes elementos directamente relacionados con los materiales poliméricos:


1. Recubrimiento para reducir la resistencia a la fricción del casco


Nos centraremos en romper a través de la nueva tecnología de recubrimiento de reducción de arrastre de alto rendimiento y la tecnología de reducción de arrastre de lubricación de aire en el Fondo del buque.


2. Materiales a baja temperatura y equipo a prueba de frío


Se hace hincapié en la investigación y el desarrollo de materiales criogénicos, bombas, válvulas y otros componentes hidráulicos básicos para buques de navegación polar.


3. Cuerpo ligero


Realizar el avance de la tecnología de materiales compuestos / híbridos y reducir el costo.La tasa de aplicación de compuestos / mezclas en vehículos de nueva energía es de hasta el 30% y la tasa de autonomía es de más del 50%.


4. Materiales de Poliolefina de alto rendimiento


La tecnología de producción industrial, como el polipropileno de alto índice de fusión, el polietileno de alto peso molecular, el polipropileno espumado y el polibuteno - 1 (PB), se ha roto y se ha aplicado a gran escala.


5. Resina de poliuretano


Se hizo hincapié en el desarrollo de materiales de poliuretano respetuosos con el medio ambiente, como el poliuretano transportado por agua, y se aceleró el desarrollo de isocianatos alifáticos y otras materias primas.

6. Fluorosiliconas


Se centra en el desarrollo de PVDF, PET, otras resinas fluoradas, silicona, aceite de silicona, etc.


7. Caucho sintético especial


Se hizo hincapié en el desarrollo de la síntesis de Isopreno a partir de caucho Isopreno e isobuteno.Desarrollo de caucho de silicona, Caucho estireno - butadieno soluble y caucho cis - butadieno de tierras raras;Desarrollo de caucho de rendimiento especial, como caucho halobutilo, caucho nitrilo hidrogenado, etc.


8. Materiales sintéticos a base de organismos


La síntesis de caucho a base de organismos, la síntesis de aromáticos a base de organismos, la preparación de nylon a base de organismos, la síntesis y aplicación de plastificantes a base de organismos, la preparación de poliuretano a base de organismos, la preparación de poliéster a base de organismos y la preparación de materias primas químicas a base de organismos, etc.


9. Materiales industriales ligeros a base de organismos


Desarrollar principalmente PLA, PBS, PET, PTT, Pha, pa y otros productos.La pureza óptica de los monómeros clave de ácido poliláctico, ácido L áctico y ácido d áctico, es superior al 99,9%, y el costo se reduce en un 20%.La tasa de biotransformación de PBS, 1,4 - butanodiol y 1,3 - propanodiol aumentó entre un 5% y un 10%.La producción de PTT como monómero clave fue fermentada por almidón de mandioca, glicerina y otras materias primas no alimentarias.La pureza del sulfato de Glutamina, el monómero clave de pa, es superior al 99% y el costo aumenta un 20%.


10. Plásticos especiales de Ingeniería


Se desarrollaron principalmente resinas termoplásticas de poliimida (PI), resinas de copolímeros de poliéter sulfona cetona (ppesk), fibras especiales formadas por fluoroplásticos de alta gama, materiales filtrantes, membranas funcionales de alta temperatura y compuestos de matriz de resina de alto rendimiento.Material aislante de alta temperatura, recubrimiento funcional de alta temperatura, adhesivo especial de alta temperatura.Resina termoplástica de poliimida de ingeniería, viscosidad 0,38 DL / G, Tg = 230 - 310℃, td5% > 500℃, resistencia a la tracción > 100 MPa, resistencia a la flexión > 150 MP, costo < 150.000 / T;La Resin a de copolímero de poliéter sulfona - cetona de bifenilo heteronaftaleno, Tg = 263 - 305℃, resistencia a la tracción 90 - 122 MPA, módulo de tracción 2,4 - 3,8 GPA, resistencia a la tracción 3,8 - 4,8 × 1016 ω·cm, el costo se reduce al 50 - 70% de Poliéter cetona.Principales índices de rendimiento de los fluoroplásticos de alta gama: productos fluoroplásticos ultrapuros: densidad de rendimiento sólido de PTFE SsG≤ 2.147 G / cm3, resistencia a la tracción > 28 MPA, elongación > 350%, resistencia al aislamiento > 3,5 kV / mil.Cumplir los requisitos de C12 de la seminorma;Membrana funcional de materiales fluorados resistentes a altas y bajas temperaturas, fibra fluorada especial y productos filtrantes: cumplir los requisitos de protección ambiental de alta gama, resina de PTFE requiere una relación de compresión > 3000, resistencia a la tracción > 28 MPA, elongación > 360%;La densidad requerida de la resina PVDF para bombas, válvulas y tuberías de transporte de petróleo, gas y fluidos químicos es de 1,75 - 1,77 G / cm3, el punto de fusión es de 0,5 - 2,0 g / 10 min, el punto de fusión es de 156 - 165℃, la temperatura de descomposición térmica es de≥ 390℃, contenido de agua≤ 0,10%, temperatura del vidrio≤ - 35℃, temperatura de embriaguez≤ - 62℃.


11. Textiles avanzados


Textiles industriales de alta gama


En 2020, la línea de sutura absorbible y el material de hemodiálisis se industrializarán independientemente, en parte en lugar de los productos importados;Cumplir los requisitos de protección térmica, bioquímica, electrostática y radiológica;Cumplir los requisitos de rendimiento de los productos de filtración a alta temperatura y filtración de agua en diversos campos de aplicación;Satisfacer las necesidades de construcción de materiales geotécnicos en entornos geológicos complejos.Para 2025, se cumplirán los requisitos de la protección multifuncional, se realizarán la ligereza, la comodidad y la inteligencia local, se mejorará aún más la vida útil y la estabilidad de los productos filtrantes y se combinará la aplicación de bajo costo con la función de vigilancia y alerta inteligentes.

Nuevas materias textiles funcionales


En 2020, el índice límite de oxígeno de los pirorretardantes es superior a 32, no hay gotas de agua, el tiempo de difusión de las gotas de agua es inferior a 1 s y el consumo de energía se reduce en un 20%.Para 2025, los productos de gama alta serán básicamente autosuficientes.


Fibra química de base biológica


En 2020, la pureza del 1,3 - propanodiol es superior al 99,5%, y el costo se controla por debajo de 15.000 Yuan / tonelada;Temperatura de resistencia al calor del ácido poliláctico≥ 110℃, pureza del monómero≥ La resistencia a la rotura de la fibra de ácido poliláctico es superior a 3,5 G / D y la elongación a la rotura es del 30% ~ 35%.En 2025, el costo de producción de la fibra PLA se acerca al PET.


12. Materiales de membrana de separación de alto rendimiento


Productos de membrana de ósmosis inversa para desalinización del agua de mar


La tasa de desalinización es superior al 99,8%, el caudal de agua aumenta un 30%, el proyecto de desalinización alcanza 2 millones de toneladas / día y la tasa de localización del equipo es superior al 80%.


Productos cerámicos de película fina


La densidad de carga es superior a 300 m2 / m3, el costo se reduce en un 20% y la demanda es de hasta 200.000 m2.Romper la tecnología de co - sinterización a baja temperatura y formar el equipo de separación de membrana de elevación de aire, el consumo de energía se reduce en un 30%.


Productos de membrana de intercambio iónico


A través de la aplicación de la nueva tecnología, la capacidad de producción de la membrana cloroalcalina supera los 10 millones de toneladas, y la capacidad de aplicación industrial de la membrana cloroalcalina supera los 10 millones de toneladas.


Productos de membrana de fibra hueca


La producción de agua corriente y el tratamiento de aguas residuales se utilizan en más de 10 millones de toneladas al día, con una superficie de membrana de más de 20 millones de metros cuadrados.


Productos de membrana de pervaporación


El flujo osmótico aumentó un 20% y el área de membrana alcanzó los 100.000 m2.Se rompió la tecnología de aplicación de la unidad de membrana a gran escala y la integración de la membrana, y la escala de aplicación se elevó a más de 1 millón de toneladas de recuperación de deshidratación de disolventes, con un ahorro de energía de más del 30%.


13. Fibras y compuestos de alto rendimiento


Fibra de carbono de alto rendimiento y sus compuestos


En 2020, la madurez tecnológica de la fibra de carbono de alta resistencia y sus compuestos alcanzó el nivel 9, lo que dio lugar a la aplicación a gran escala en el automóvil y los buques de alta tecnología.En 2025, la madurez técnica de las fibras de carbono de alta resistencia y sus compuestos alcanzará el nivel 9.En combinación con el proceso de desarrollo de la certificación de aeronavegabilidad de las aeronaves nacionales a gran escala, como AA / easa, nos esforzamos por obtener la certificación CAAC / F de algunos componentes clave de los compuestos de fibra de carbono de aviación para 2025.Resistencia a la tracción de la fibra de carbono (clase t800)≥ 5,8 GPA, CV≤ 4%, módulo de tracción 294 GPA, CV≤ 4%.

Fibra de aramida de alto rendimiento y sus compuestos


En 2025, la madurez técnica de la fibra de paraaramida doméstica y sus compuestos alcanzará el nivel 9.


Establecer un sistema técnico estándar unificado de materiales de fibra de alto rendimiento, superar la tecnología de industrialización de la preparación de fibra de alto rendimiento serializada y desarrollar la investigación sobre materiales de matriz compuesta, tecnología de diseño, tecnología de moldeo, caracterización de propiedades, etc.La verificación de la aplicación y el reciclado con fibra doméstica de alto rendimiento garantizan la demanda de equipo principal.La resistencia a la rotura de la fibra de paraaramida fue de 20 - 22 CN / dtex y la elongación a la rotura fue de 3 - 4%.El tamaño del monofilamento de la fibra de poliimida es de 2,0 dtex, la fuerza es superior a 4 CN / dtex y el índice de oxígeno límite es del 38%.


Otras fibras de alto rendimiento y sus compuestos


Centrarse en el desarrollo de materiales compuestos avanzados de matriz metálica y cerámica, componentes y equipos tecnológicos conexos;Fibra de poliimida con un tamaño de filamento de 2,0 dtex, una resistencia > 4 CN / dtex y un índice de oxígeno límite del 38%;Fibra uhmwpe, fibra de basalto, fibra de sulfuro de Polifenileno, fibra de polivinilo de alta resistencia y alto módulo, fibra de politetrafluoroetileno, fibra de carburo de silicio, etc.Se desarrollaron fibras Pbo de alto rendimiento, con una resistencia a la tracción de 5,8 GPA, un módulo de 270 GPA y un índice de oxígeno límite del 68%.


14. Nueva generación de materiales biomédicos


Productos de medicina regenerativa


Se han desarrollado 5 - 10 tipos de materiales bioactivos para la regeneración y reparación de tejidos óseos, cutáneos y nerviosos.La escala de producción anual de productos médicos regenerativos de gama alta es de 5.000 millones de yuan.


Implantes / productos de intervención funcionales


Desarrollamos 5 - 10 tipos de materiales biomédicos para el tratamiento clínico cardiovascular, prótesis articulares, implantes dentales, restauración visual, etc., con una producción anual de 3.000 millones de yuan de implantes / productos de intervención funcionales de alta gama.


Materias primas médicas


Realizar la localización de materias primas importantes, apoyar una variedad de consumibles médicos, membranas osmóticas, dispositivos degradables y otros productos, lograr un valor de producción anual de 3.000 millones de yuan.


15. Material impreso 3D


Otros materiales especiales de Impresión 3D


Romper a través de la tecnología de fabricación industrial adecuada para materiales de Impresión 3D y establecer el sistema estándar de productos de materiales relacionados.


Tecnología de fabricación de aditivos médicos (tecnología de impresión 3d)


Los materiales implantables y la tecnología de modificación son adecuados para la impresión 3D, la nanotecnología de carbono y la tecnología de materiales médicos de Grafeno, la fabricación personalizada de soluciones integrales, incluyendo la detección, el diseño asistido por ordenador y la tecnología de fabricación.


16. Biónica inteligente y metamateriales


Supermateriales y equipos controlables


Realizar la conversión controlable de las ondas electromagnéticas de las ondas absorbidas a las ondas transmitidas en una banda de frecuencia específica, o convertir las ondas absorbidas o transmitidas en una banda de frecuencia específica en ondas electromagnéticas radiadas.


Biomimético material de regulación y separación de la adhesión


Lograr una adhesión a largo plazo a los organismos marinos (3 a ños, menos del 5%), inocua para el medio ambiente;Realizar la separación de enriquecimiento de alta eficiencia y ajustar la fuerza adhesiva en más del 99%;Se obtuvieron 2 - 3 tipos de materiales de recubrimiento antiadhesivo biónico a largo plazo y tecnología y equipo de separación Biónica de alta eficiencia.

Materiales inteligentes flexibles y equipo portátil


Se realiza la producción de material inteligente biónico flexible "roll - to - roll", que es ajustable por electromagnetismo, sensor inteligente, flexión arbitraria de 0 - 360 grados y compatible con el cuerpo humano.El avance general es la tecnología biomimética que controla la preparación a gran escala de materiales de separación y la adhesión de recubrimientos.Tecnología de flexibilidad, preparación a gran escala y biocompatibilidad de materiales inteligentes;Tecnología de diseño conjunto de materiales súper controlados adaptativos con características inteligentes y biónicas.


17. Materiales de Grafeno


Materiales de electrodos a base de Grafeno para baterías de litio de vehículos eléctricos


En comparación con los materiales existentes, el tiempo de carga se reduce en más del doble y el kilometraje de la vida útil se aumenta en más del doble.


Recubrimientos anticorrosivos a base de Grafeno para ingeniería marina


En comparación con el recubrimiento anticorrosivo tradicional, la vida útil del recubrimiento es más del doble.


Películas de Grafeno para dispositivos electrónicos flexibles


Puede ser ampliamente utilizado en el campo de la electrónica flexible.


Materiales de interfaz térmica de alto rendimiento a base de Grafeno para aplicaciones ópticas / eléctricas


Las propiedades de los materiales de disipación de calor a base de Grafeno son más del doble de las de los productos existentes.


La tecnología de preparación de Grafeno, la tecnología de dispersión de polvo de Grafeno y la tecnología de materiales compuestos de electrodos a base de Grafeno han logrado grandes avances.


18. Equipo médico avanzado


Equipo de tratamiento de tumores de iones pesados / protones a gran escala, equipo de radioterapia guiada por imágenes, endoscopio electrónico de alta definición


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