基本介紹
發展,材料種類,機械性能,耐腐蝕性,相對概念,評定標準,環保全全,加工性能,物理性能,經濟效益,綠色環保,
發展
化工新材料是新材料產業的一個重要分支，是基礎化學工業最具活力和發展潛力的領域。發展化工新材料產業在突破國內資源“瓶頸”，環境保護、調整產業結構，保持石油和化學工業平穩、較快和可持續發展方面“大有可為”。2011年中國原油對外依存度已突破55%，且連續三年超50%警戒線，預計到2020年對外依存度將達67%。國內石化工業能源利用率比已開發國家平均低15%，而一些產品單位能耗要高出20%-30%；國內石化產品結構性矛盾突出，總產值的65%以上是由石油和天然氣開採、精鍊石油、基礎化學原料和肥料等初級加工產品構成，不能滿足相關產業的需求。
政策“春風”促發展。化工新材料是國家重點扶持的低碳經濟領域新興產業之一。根據《關於加快培育和發展戰略性新興產業的決定》和《新材料產業“十二五”發展規劃》，化工新材料產業成為國民經濟的先導產業。《石油和化工“十二五”科技發展規劃綱要》提出力爭到2015年，國內高端化工新材料整體技術水平與已開發國家的差距縮小到10年左右，達到本世紀初國際先進水平。《石化和化學工業“十二五”發展規劃》提出“十二五”化工新材料發展重點包括：特種合成橡膠、工程塑膠、高性能纖維、氟矽材料、可降解材料、功能性膜材料、功能高分子材料及複合材料等領域。
目前國內化工新材料市場存在巨大的市場缺口，進口量占據國內大部分市場份額，國內化工新材料整體自給率在56%左右，其中新領域的化工新材料自給率僅為52%，工程塑膠和特種橡膠自給率僅為35%和30%。一般而言，化工新材料產品都會經歷產品毛利率波動和進口替代率不斷上升的過程。在化工新材料進口替代過程中，多數產品供大於求的矛盾不突出，部分產品供不應求，掌握核心技術的企業產能擴張即能獲得與投資成正比的利潤，多數企業能實現持續快速增長。高壁壘帶來高的回報，尖端化工新材料產品毛利率在70%以上，遠遠超過大宗化學品15%左右的行業平均利潤。
材料種類
由於化工生產的物料和工藝條件各不相同，因而化工材料的品種繁多，型號、規格複雜，既包括一般工程材料，也包括化工裝置專用的具有特殊性能、特殊用途的材料。
化工材料
化工材料
化工材料塑膠類在金屬與非金屬之間，還有一種非晶質（態）合金，具有過冷液體的結構，耐蝕性很強，有些接近鉭和貴金屬，是一種發展中的材料。
為了利用不同材料的優點，還發展了多種複合材料，其中有：①金屬與金屬複合，如夾層金屬板，利用高強度、低耐蝕的材料（如碳鋼、鋁合金）作底層，耐蝕性較高的材料（如純鋁、鎳、鈦、不鏽鋼等）作接觸腐蝕介質的表層。②非金屬與非金屬複合，如增強塑膠。③非金屬與金屬複合，如合金陶瓷，既有一定強度，又能耐高溫。
機械性能
化工機械一般都承受一定壓力、拉力或衝擊力，故化工材料首先須滿足機械性能的要求，主要是抗拉強度、屈服強度、衝擊強度、蠕變強度、彈性模數、伸長率、硬度、疲勞極限等。化工機械又多在強腐蝕環境和介質中運轉，如採用手冊中的強度標準值（或稱名義強度，即在空氣中試驗的平均值），有時會在應力遠低於最大值時損壞，在可能產生應力腐蝕破裂或腐蝕疲勞的環境中尤其如此（見腐蝕和防腐），故對可能產生應力腐蝕破裂的環境，考慮採用應力腐蝕破裂臨界強度值。
化工機械
化工機械耐腐蝕性
相對概念
不同材料對於各種腐蝕環境具不同的耐蝕性，所謂優良耐蝕材料只是相對的概念。例如：一般認為不鏽鋼是優於普通碳鋼的耐蝕材料，但這只是在大氣、水和氧化性環境中才如此；在還原性酸中，兩者同樣被腐蝕；在70%以上的濃硫酸中，碳鋼比不鏽鋼好；在含有氯離子的水中，奧氏體不鏽鋼可能產生應力腐蝕破裂，而碳鋼卻沒有這種危險。通常在手冊中載有各種材料在各種環境中（酸、鹼、鹽、氣體、無機物、有機溶劑、大氣、土壤、水、海水、工業產品、食品及植物油等）的腐蝕數據，如手冊中沒有所需數據，則應進行腐蝕試驗。
評定標準
金屬耐蝕性的評定標準，按均勻腐蝕率大小分四個等級。對於精密部件和高壓、有危險性的設備套用腐蝕率極低的一級材料，一般容器、設備等則可用二三級材料，適當增加壁厚，可保證較長壽命。對於金屬材料，不僅要注意均勻腐蝕，更應注意局部腐蝕。當手冊上指出這種“材料-環境”體系有產生孔蝕、晶間腐蝕，應力腐蝕破裂的可能時，則避免採用，或採取必要的防護措施。
環保全全
在選材中還必須考慮材料與環境的反應是否對環境或生產造成不利的影響，如是否會污染產品質量，影響工序流程，產生副反應，降低收率，甚至引起火災、爆炸等。如有些材料腐蝕率雖然很低，但能使產品的色、香、味變質，甚至產生毒性（如微量鉛化合物），這對於食品、醫藥、纖維、化妝品類的工業，就絕對不能使用。
加工性能
材料的加工性能 如鑄造、切削、焊接、鍛造、熱處理等性能應滿足要求。其中焊接性能對化工設備尤為重要。
物理性能
經濟效益
選材的目的是避免設備、建築等過早地損壞，保證生產正常運轉，這實質上是一個經濟效益問題。希望選用的材料都是耐蝕性最優、價格最低，但往往耐蝕性最強的材料價格卻很高。通常需要從材料價格、設備壽命、檢修周期、維修費用、停產損失、事故可能性和廢品價值等各方面來綜合考慮，以選擇最合適的材料。一般短期運轉的中間試驗設備，小型、間斷操作設備和容易更換的零部件，可選用價格和耐蝕性較低的材料；大型連續生產設備，則要求壽命長、檢修次數少，多採用價格較高、耐蝕性強的材料。
綠色環保
2008年，北京成功舉辦29屆奧運會令全球矚目，綠色化工材料也因本屆奧運會被人們廣泛認同。從某種意義上說，引領綠色環保消費理念的北京奧運會，開啟了我國綠色化工材料行業的新紀元。因為與短暫的北京奧運會相比，綠色化工材料的“後奧運”效應更值得業界期待。
綠色北京的象徵——鳥巢
綠色北京的象徵——鳥巢2008北京奧運會不折不扣地成為綠色化工材料等一大批高精尖技術、產品演示的舞台。奧運村、“鳥巢”和“水立方”等場館設施都採用了零VOC(揮發性有機化合物)和低VOC水性塗料。如“水立方”的泡泡吧採用了拜耳公司的無溶劑以及水性聚氨酯環保塗料。水性聚氨酯塗料具有無污染、黏合持久、乾燥時間更短等特性，並且更容易維護；此外這種塗料還是不可燃材料，具有防火性能。大連振邦集團研製生產的氟碳塗料，用於“鳥巢”鋼結構的塗裝，總塗裝面積達到28.4萬平方米。氟碳塗料不僅耐候、耐溶劑、耐酸鹼性能優異，而且成膜物質高度穩定，無毒無害，被譽為“塗料之王”，是繼丙烯酸塗料、聚氨酯塗料、有機矽塗料等高性能塗料之後新興的一種高端塗料。
綠色北京的象徵——水立方
綠色北京的象徵——水立方在奧運建築的隔熱保溫材料方面，聚氨酯隔熱保溫材料、聚氨酯外牆塗料和擠塑聚苯乙烯是用得最多的幾種，它們為奧運建築穿上絢麗的保暖外衣。如“鳥巢”採用了聚氨酯硬泡保溫節能材料，這種保溫材料具有保溫節能、環保和降噪的功能。
不僅如此，奧運場館還採用了多項化工環保新技術。如“鳥巢”採用了中國藍星水處理技術有限公司開發的中水和雨水回用技術。該技術經過石英砂過濾、超濾膜過濾和納濾膜過濾3道2008年世界先進的處理工藝，使中水回用、污水處理再生利用率達到100%，可解決場館70%的用水需求。中國石化承擔的“鳥巢”8萬個固定座椅的原料研發、外形設計、生產製作等。這些座椅採用聚丙烯中空成型，座椅專用原料在耐候、阻燃等方面均達到國際領先水平，並實現了可回收再利用。
聚氨酯硬泡彩鋼夾芯板
聚氨酯硬泡彩鋼夾芯板膜材料讓奧運場館得以大放異彩。“水立方”的外立面塗層採用的是乙烯-四氟乙烯的共聚物(ETFE)膜材料。有自我清潔、節能、隔熱保溫等功能。僅在控溫方面，膜結構就能幫助"水立方"節省30%的電力。“鳥巢”鋪的是兩層膜，ETFE膜和PTFE(聚四氟乙烯)膜，PTFE膜實際上是一層“隔音幕”，能夠較好地解決噪音問題。奧運會射擊館的防彈膜工程採用了PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜材料，具有高透光性、隔紫外線、節能環保、單項透視、耐久性強、防爆、防盜等優點。
北京奧運會還大量採用了生物降解材料製品，如塑膠袋、一次性餐盒及臨時塑膠桌椅等。據統計，僅南京比澳格公司就提供了570萬個全降解的塑膠袋。北京奧運會期間集中用餐地點大量使用了生物降解塑膠餐具，奧運場館所需的近10萬把臨時塑膠座椅都是由生物降解塑膠製造的。
此外，噴塗聚脲、聚氨酯、膨潤土防水毯、聚氯乙烯單層屋面系統、聚乙烯丙綸等綠色防水材料，廢舊橡膠生產的道路瀝青和木塑複合材料等再生材料，作為生態建築的“寵兒”的聚碳酸酯材料等，都在北京奧運會上獲得廣泛的套用。可以說，綠色化工材料和技術滲透到了北京奧運會的方方面面。
2008北京奧運會雖然已經結束，但綠色化工材料產業化的市場大門剛剛開啟。隨著奧運會所倡導的環保理念日漸深入人心，業界相信，在北京奧運會巨大的示範和宣傳效應促進下，綠色健康的化工新材料、新技術將加速產業化的步伐，其產品和技術將得到進一步升級，也將在更多的領域獲得廣泛套用。
