时间:2023-09-03 15:18:17
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇医用材料行业前景,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
生物材料产业概况
生物材料的定义
生物材料也叫生物医用材料,是一种植入生命系统内或与生命系统相结合而设计的物质,它与生命体不起药理反应。主要用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、检查及治疗疾患等医疗、保健等领域,能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能或能恢复缺陷部位,其作用药物不可替代。
生物材料的发展已经有非常长的历史,自人类认识了解材料起,就有了生物材料端倪。有学者依据生物医学材料的发展历史及材料本身的特点,将已有的材料分为三代,它们各自都有自己明显的特点和发展时期,代表了生物医学材料发展的不同水平,如图1所示。
生物材料的分类
当今社会医学水平的提高以及人类生活质量的改善,大大促进了生物材料的发展,生物材料应用广泛,品种众多,根据不同的分类标准,生物材料可以分为见表1。
Two
国内外生物材料产业发展现状
生物材料产品的研究与开发不仅具有巨大的经济效益又兼有重大的社会效益。随着人类文明进步以及经济的快速增长,人类更加注重生活品质,更加注重康复和保健,这给予生物材料产业庞大的市场。与此同时,交通工具大量涌现,生活节奏加快,这给疾病、自然灾害、意外事故的发生提供了温床。因此,发展用于人体组织和器官再生与修复的生物医用材料具有重大社会效益。
国际生物材料产业发展现状
国际社会日益重视生物材料的研究与产业发展。生物材料的研究和产业化对社会和经济的重大作用正日益受到各国政府、产业界和科学界的高度重视,其研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划,并迅速成为国际高技术制高点之一。美国国防部将生物材料列入5 种高技术关键新材料发展规划。德国、日本、加拿大、法国、澳大利亚及韩国等国家和地区纷纷公布自己的生物材料研究计划及巨额投资来吸引人才或引导投资,以期能够在此领域内的世界性竞争中占一席之地。目前,美国、西欧、澳大利亚和日本均组建了10余个高级别多学科交叉的国家生物材料与工程中心。
生物材料产业的经济地位日益提高,有望成为本世纪世界经济新的增长点。近年来,世界生物材料市场发展势头更为迅猛,其发展态势可与信息、汽车产业在世界经济中的地位相比。全球生物材料市场规模迅猛扩张,其中1995年至2010年期间,全球生物材料市场规模增长了19倍,达到了4000亿美元。
就市场需求面而言,主要市场增长动力来自于欧、美、日等国家老年人口数目提升及慢性疾病问题逐渐增加,对于人工关节等骨科应用及心脏支架等心血管应用的需求持续攀升,预期未来市场将仍维持稳定成长趋势。同时由于全球生医材料的应用领域的扩展、产品技术的改良和人们对生物材料产品接受度的逐渐提升,也是促使生物材料市场需求和提升市场规模的主要推动力。预计在不久的将来生物医用材料及其制品产业成为本世纪经济的一个支柱性产业。
国内生物材料产业发展现状
我国生物材料产业起步于上世纪80年代初期,到现在为止,仍然属于起步阶段。我国生物医用材料研制和生产迅速发展,初具规模,已经成为一个新兴产业,总产值的增长率远高于国民经济平均发展速度。从上世纪90年代到2011年,我国生物产业年均增长均超过20%。然而,我国生物材料产业所占全球生物材料市场份额较低,最高时仅占2%左右。
我国生物材料发展起步晚,发展基础薄弱。由于我国生物材料研究和产业化起步较晚,导致我国在生物材料市场全球竞争中失去先机。目前,我国生物材料企业产品没有自己的专有产品和自主知识产权,生产的产品大都属于在国外技术非常成熟且国外厂商并不愿意生产的初级产品。同时由于生产技术装备、管理与操作工素质等因素,导致目前我国生产的生物材料质量一直处于中低档水平,鲜见有高质量的国产生物材料。由于我国生物材料质量问题,我国生物材料与制品约有70%~80%需要进口,且我国生物材料和制品所占世界市场份额不足1.5%。
我国政府日益重视生物材料产业发展。2006年国务院的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》不仅将生物技术作为科技发展的5个战略重点之一,同时在基础研究等方面也给予了高度重视。2010年9月通过的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也将生物产业列入战略性新兴产业,并明确指出要求“加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化,促进规模化发展”。在2011年7月科技部的《国家“十二五”科学和技术发展规划》中第四部分“四、大力培育和发展战略性新兴产业”也明确指出要大力发展包括生物材料在内的生物产业。
我国生物材料产业市场前景广阔。据民政部门报告,我国现有的肢体不健全患者已超过1500万个,其中肢残患者约800万个;由类风湿引发的大骨节病患者有数百万;冠心病患者已超过1000万个;白内障盲人约500万个;牙缺损和牙缺失患者高达3亿~4亿人;肝炎病毒携带者1.2亿人;心血管病患者2000万人;需计划生育的育龄妇女2000万人;伴随人口老龄化(60岁以上的老年人口已达1.39亿人,约占全国人口的10.69%) 的骨质疏松患者7000万人;每年由于疾病、交通事故和运动创伤等造成的骨缺损和缺失患者人数近1000万人;需要进行颅颌面等整形的人数有数千万人。这还不包括数目庞大的各类软组织、血液和器官疾病患者人数。
上述疾病的治疗均需要生物材料,从而为生物材料产业创造了巨大的市场。据统计,仅2008年,包括生物材料在内的生物行业总产值就已经突破8000亿元人民币。在“十二五”发展热点研讨会上,中国工程院院士张兴栋表示,生物医学材料的技术和产业都处于起步阶段,并在不断变革之中,我国生物医学材料市场正处于“井喷”前夕,前景比较广阔;保守估计,到2015年,将实现销售额200亿美元,同期国际市场份额为6.2%,带动相关产业收入将达600亿美元。
Three
滨海新区生物材料产业发展现状
滨海新区生物材料产业技术研发能力不强、产业基础薄弱,尚处于起步阶段。但关联产业如生物医药、新材料均是滨海新区核心产业,有一定的产业基础;南开大学、天津大学以及生物医药联合研究院等科研实力雄厚的教学与研究机构在生物医药、新材料等领域都有很强的科研实力,这对滨海新区今后发展生物材料产业提供了可能。由此可见,虽然滨海新区发展现状不尽人意,但是具有很大的市场发展潜力。
滨海新区研发能力不强,研究领域处于空白
根据布局在滨海新区的研究院所、高等院校等创新机构的研究方向发现,滨海新区虽然拥有国际生物医药联合研究院、中科院天津工业生物技术研究所、南开大学泰达学院、天津大学滨海工业研究院以及天津科技大学等生物领域的研究与教学机构,但对于生物材料或生物医学工程相关的研究基本处于空白。虽然南开大学和天津大学在生物材料领域科技成果产出较多,有较强的科研能力,但相关研发团队基本分布在市内的校区,辐射滨海新区的能力有限。
产品结构单一、企业数量偏少
滨海新区拥有生物材料领域的企业较少,产品结构单一,企业分布也较分散,没有形成完整的产业链。天津世纪康泰生物医学工程有限公司(原天津泰达生物医学工程股份有限公司)和天津国韵生物材料有限公司是滨海新区为数不多的生物材料公司。世纪康泰主要产品为人工晶体系列产品,而国韵生物材料主要产品则是可完全生物降解的生物基高分子材料聚羟基烷酸酯(PHA)及其应用产品,虽同属滨海新区但产品相关度低,再加上滨海新区相关企业稀少,无法形成有力的产业发展合力。
政策支持乏力,滨海新区相关政策处于真空状态
天津市有关支持生物材料发展的政策,仅有《天津市中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中,在生物医药及工程技术领域提到“医用纳米生物材料与技术,骨科植入材料和医用塑料技术与产品;”和新材料和纳米技术领域中提到“生物医学材料重点发展可控生物降解材料,具有天然生理功能的人工器官和组织工程材料,环境响应医用材料,研究材料的生物相容性及其评价方法。”,后续具体的支持政策没有出台,仅停留在规划层面。甚至在滨海新区十二五规划中也没有体现支持生物材料产业或生物医学工程领域发展的相关内容。
Four
滨海新区应对策略
结合滨海新区生物材料产业发展所面临的起步晚、研发能力不强、产业基础薄弱等问题,提出以下建议。
加强原始创新研究,重点突破
当前,滨海新区生物材料领域原始创新能力偏低,原始创新研究成果稀少。为改变这一局面,建议一是根据“自主创新,重点跨越,支撑发展,引领未来”科技工作的指导方针,以市场需求为导向,选择具有一定基础和优势、关系国计民生的关键领域,从滨海新区企业的紧迫需求出发,着力突破重大关键、共性技术,集中力量、重点突破,实现跨越式发展。二是积极推进企业、高校、科研院所的“产、学、研”合作,结合实际形势,积极研发新产品,推动产品升级换代,提高产品附加值。
整合研究机构,协同创新
根据研究基础、领域需求,整合研究机构和共享研究资源,避免散兵游勇独立作战,既可以避免重复研究,使科研长期处于低水平,也可以促进资源共享,提高研究水平,开发出更多附加值更高的产品,共同推动研究工作健康发展;理顺、构建材料合成与选择、体外实验、动物实验、临床实验等不同阶段的试验流程,避免因好的材料由于各种试验不能按计划完成导致无法报批形成产业化而造成不必要的损失;严格、规范和简化报批程序,鼓励跨领域、跨学科的科技人员协同创新,重视基础研究和应用研究的衔接,重视技术集成。
注重科技招商,填补空白
针对滨海新区生物材料领域产业基础薄弱、技术创新能力不强的问题,滨海新区应加大科技招商工作力度,以填补产业和技术空白为目标,以国家生物医药国际创新园、天津国际生物医药联合研究院、中科院天津工业生物技术研究所、南开大学泰达学院、天津大学滨海工业研究、天津科技大学等创新机构和滨海新区生物医药科技企业孵化转化载体、科技园区、科技企业孵化器、大学科技园等招商载体为招商引智平台,有针对地吸引技术能力突出、产品竞争能力强的生物材料企业和海内外高端人才来滨海新区落户,以期可以填补滨海新区产业技术空白,加速滨海新区生物材料产业全链条的形成。
整合社会资源,推动科技成果在滨海新区转化
建议由合适的组织或机构搭设风险投、融资平台,健全、完善风险投资体系,结合生物材料产业化须经历小试、中试、工业试验、市场开拓、 垄断期生产、稳定生产期和衰退期等7个阶段的特点全程跟踪,积极促进技术创新与成果转化;加大共性技术研究与共享,尤其是重大攻关技术。重视高水平公共技术平台建设,成立生物材料技术研究、开发的国家级、市级的公共技术平台、合作研究平台和技术转化平台以及人才培养的基地。
“新材料”升级为先导产业
新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。新材料涵盖电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、生态环境材料、生物医用材料、智能材料、高性能结构材料、新型功能材料、化工新材料、新型建筑材料和先进陶瓷材料12个主要类型,广泛应用于航空航天、国防、汽车、通讯、家电、IT行业以及房地产、交通运输、城市建设等领域。
新材料产业在“十二五”期间被例为材料工业发展的先导,是重要的战略性新兴产业。加快培育和发展新材料产业,对于支撑战略性新兴产业发展,保障国家重大工程建设,促进传统产业转型升级,构建国际竞争新优势具有重要的战略意义。
“同时,新材料产业重点积极发展特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料和前沿新材料,组织实施一批重大工程和重点项目,促进产学研用一体化,推动材料升级换代。
目前,石化、钢铁、有色金属、建材和新材料产业等“十二五”发展规划均已形成框架思路并完成初稿。据记者向工信部了解,日前工信部召开的全国原材料工业座谈会上指出,新材料产业等“十二五”发展规划均已形成框架思路并完成初稿,正在广泛征求各界意见。
会议提出,“十二五”时期是原材料工业转型升级的关键时期,要立足国内需求,严格控制总量,着力推进兼并重组、淘汰落后、节能减排、技术改造、布局优化和资源保障,加快培育发展新材料产业;要以提高新材料产业自主创新能力为重点,以战略性新兴产业发展和国家重大工程建设亟需的关键材料为突破口,加快推进产业规模化发展,不断提高保障水平。
此次规划明确,力争到2015年,建立起具备一定自主创新能力、规模较大、产业配套齐全的新材料产业体系,突破一批国家建设急需、引领未来发展的关键材料和技术,培育一批创新能力强、具有核心竞争力的骨干企业,形成一批布局合理、特色鲜明、产业集聚的新材料产业基地,为新材料产业持续快速发展奠定坚实基础。
会议指出,原材料工业基础雄厚,规模巨大,影响广泛,是当前和今后相当一个时期内国家宏观调控的重点和难点,“十二五”期间,要切实把工作重心转移到调整结构、转变方式上来,转移到提高质量、增加效益上来,推动实现原材料工业由大到强的转变。
受益政策渐显诱人商机
去年,国务院了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,表示将大力发展稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料,积极发展高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料,提升碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高性能纤维及其复合材料发展水平,开展纳米、超导、智能等共性基础材料研究。新材料产业被列入重点发展领域。而稀土作为重要的战略资源,我国限制稀土出口将对相关拥有资源优势的上市企业和新材料企业带来资产重估的机会。
新材料的发展应用不仅是技术革命与创新的基础,也成为社会经济可持续发展的前提保证。随着国内经济社会的发展,我国对新材料需求的种类和数量都大大增加。据统计,目前全球新材料市场规模已超过4000亿美元。我国的新材料产业发展起步较晚,目前大约10%左右的领域国际领先,60%-70%处于追赶状态,还有20%-30%存在相当的差距。然而,加上目前一些高科技产业和基础设施建设都需要新材料的支撑,比如计算机、通讯、半导体专用新材料、磁性材料、生物医用材料、纳米技术产业以及我国正在推进的大飞机、高速列车、电动汽车等重点工程,此外电子信息、节能环保等领域,都离不开一系列核心新材料技术的突破。从相关规划草案显示看,到2015年,我国化工新材料及配套的助剂、加工机械和模具制造等将形成2600亿产值的体系,届时化工新材料满足率争取达65%。因此可以看出,我国新材料行业具有广阔的发展空间,而这也为相关个股提供了未来股价的上涨空间,建议持续关注。
业内分析人士指出,拥有关键技术的上市公司市场空间将大幅提升。
其中,电子信息材料领域包括永太科技、诚志股份、福晶科技、亨通光电等,新能源材料领域包括中材科技、特变电工、嘉宝集团等;新能源汽车电池材料领域包括当升科技、新宙邦、杉杉股份、中钜高新等;稀土材料领域包括包钢稀土、厦门钨业、中科三环、横店东磁等;有色金属合金材料包括矿业、东方钽业;新型钢铁材料领域包括钢研高纳、斯米克、瑞泰科技;新型化工材料领域包括硅宝科技、烟台氨纶等企业,其外还有生物医用材料、生态环境材料等领域相关上市企业。
国际贸易和化工新材料双业务的江苏国泰负责人表示:“规划指出新材料领域的广阔空间,公司正积极布局锂离子电池正极材料领域。”
15年是一个节点。总结过去的成就和不足,找准自己的优势、目标和短板,也恰是为企业的下一个5年、1O年、15年的发展提供辅助。在15周年纪念日这一天,由黄岛区人民政府和商周刊社主办、明月集团承办的一场“海洋生物产业发展战略研讨会”,意在为企业在发展的关键时期“把脉问诊”。本刊遴选了青岛明月海藻集团董事长张国防以及与会几位专家的发言,并将他们的观点进行了重新梳理。
魏昂(北京农业科学院教授):
海藻肥的应用和开发是一件很有前途的事
4年前,海藻肥料这个行业让我跟明月集团结缘,两个词可以形容这家企业这几年来带给我的感受:“日新月异”和“欣欣向荣”。在海藻肥料行业,明月集团现在已经是一个很好的领军企业。也已经被全国广大农民所认识。
明月海藻肥实验中,一个洋葱可以重达4斤,破了吉尼斯世界纪录。在山西省运城市临猗县实验的“老吴苹果”,去年5亩地收入了30万元。一箱苹果(8个)在当地可以卖到80~100元,而且还要提前两三个月预定。去年12月份,他们和欧盟、我国香港签订了有机食品的供应合同,一箱苹果的出口价是300元。这两个例子就是对明月海藻肥在当前农业发展中重要作用的体现。三聚氰氨、亚硝酸盐的超标,西瓜的裂鼓,这些常见的问题,在我们的实验中,使用明月海藻肥和先进技术,都能得到80%~90%的解决。
现在,农村的土壤有很多地方已经弃耕了,而且已经到了不能够种植的地步。某些蔬菜大棚的土地,土壤已经严重酸化,这种严重酸化的土壤种植出的作物是非常不好的,而且农药化肥的超标对于食品安全造成很多影响。海藻肥以它独特的特性,对于改良土壤,防止土壤酸化、盐化,促进作物根系生长,提高产量,增加品质,都有一个很好的效果。所以,有专家就认为,海藻肥的出现,会给中国农业带来一场革命,这场革命的趋势现已逐步显现出来了。
海藻肥在农业的应用上,有一个很好的效果,农民把海藻肥誉为“傻瓜肥料”,它可以让作物该开花的时候开花,该结果的时候结果,该长叶的时候长叶。这样即使对农业的技术掌握不多,也可以长出好的果实。所以,海藻肥的应用和开发是一件很有前途的事。
王继业(国家海洋科学研究中心处长):
明月应抓住海洋战略机遇不放
次贷危机以来,世界经济形势一直处于低迷期,各国都提出用科技来调结构、转方式。目前,我国政府提出了绿色GDP,不再盲目追求GDP的多少。
沿海国家对海洋战略越来越重视,特别是进入21世纪以后,各国对蓝色经济的发展关注度更高。我国历届政府也高度重视海洋战略,现在,国家把海洋强国纳入到实现“中国梦”和实现中华民族复兴的一个重要的组成部分中。这样的战略高度,对于从事海洋开发的企业来说,有着重要的里程碑意义。
国家已经确定了广东、浙江、福建和山东为海洋经济示范省,科技创新也是海洋强国战略的核心,在这样的机遇面前,明月集团应该抓住不放。
明月集团的第一个15年,是企业改革的15年。也正是抓住了改革开放的时机,企业从单纯的褐藻生产发展到在海藻工业方面世界知名,形成了一百多个品种、六大链条。
面对新的机遇,企业除了要继续本着“技术是根、创新是魂,人才是本”的理念,强化自主创新,进一步拉长产业链,放宽视野,探讨新型合作模式,引进和培养优秀人才'真正做成国际化的一流企业。
秦益民(嘉兴学院教授):
生物医用材料产业前景广阔
海洋生物产业特别适合发展医用材料。海洋生物本身是亲水性的,而且带有生物活性,一个人如果受伤了需要处理,亲水功能是最重要的,因为人体约70%是水分。所以,生物医用材料行业是一个有巨大发展潜力和美好前景的产业。目前,明月集团是利用海藻酸钠的亲水性,将其加工成纤维、薄膜,然后应用到医用纱布领域。
目前,全世界有着严重的人口老龄化问题,许多躺在病床上的老年人会有褥疮、皮肤溃疡、大小便失禁等问题,这就需要大量的稀释材料。在日本,这个产业市场已经很大。
在生物医用材料方面,明月集团优势很大。首先对海洋生物质有充分的发展基础;其次,作为有一定规模的企业,比小的初创型企业更有规模优势,包括研发能力、营销等;此外,其比大型国有企业更有灵活性。
从人才角度而言,国内很多企业,在人才队伍建设上,跟欧美国家相比,还有不小的差距。明月集团前15年主要是做好海藻酸钠,还只是在某一个行业里发展,但如果随着产业链的延伸和拓展,进入新的领域,除了会涉及到一些新的研发能力的建设,还需要人才队伍的扩大,需要更多的人才。刚大学毕业的人,需要从头培养,有一个很长的周期。如果发展新兴产业,而且要高速度发展的话,就需要成熟的、有经验的人才和团队,如何吸引他们,如何将不同区域的人才更好地组建到一块,发挥最大效用,这本来就是一个课题。人才的配备,会给企业的发展速度带来影响。
企业除了要确定合适的发展目标,在发展方式上,还应更注重战略联盟的建设。企业自身也许会涉及到人才引进、资金引进、技能等等,如果通过战略联盟的方式,把国内的优秀资源整合到明月集团旗下,企业就会有更大、更好的发展。
薛宪明(清华大学教授):
战略、组织和机制要优化
明月集团是一个优秀的企业,但如果想要更优秀,就需要在许多方面优化。明月集团下一步需要思考的重要问题,不是非要做大,而是一定要先做强。
企业需要优化的部分,主要在三个方面:战略、组织和机制。
战略层面,企业基本的方向没有问题。就像从青岛到北京,只要往西北方向走,肯定能到达,但选择坐火车还是飞机,需要考虑。在战术的考虑和战略方向的匹配上,明月集团需要优化。如果坐火车,什么情况下坐,需要根据行业的热点和当时市场的状况做出选择。
前年,我曾在给张家港一家上市公司做辅导时,给它做过前后产业链可控性的延伸。因为在中国做生意,如果企业的产业链不可控,风险非常大。在产业链前端,明月集团可以成立一个海藻贸易公司,除了供应自身需要,还可以供应其他企业,渠道就变广了。后续如果再成立一个贸易公司,专门销售公司的海藻产业,也可以通过收购其他企业的海藻产品,进一步扩大市场。
国外很多成功的大企业,供应链可控性越强的,越有竞争力。企业不单单追求技术领先,还需要很多的资源匹配。有了更完善的供应链,企业自身可控性越强,核心竞争力就越强。就目前而言,明月集团是最有理由,也是最有潜力做到这一点的。
在组织优化上,明月集团先上车、再买票的做法也是对的。先把企业开动起来,但要开到高速公路上去怎么办?就是要在轮胎、发动机等各个方面再加强。
组织架构上,应实行全面预算管理的机制。成立贸易公司,拉长供应链可控性,可以做到内部市场化,这会使企业对管理更加明确化,有一个明确的游戏规则;成立投资战略部,则可以对内对外投资有一个更清晰的成本核算;拥有多家子公司的明月集团也需要内控,控安全、控成本、控环境。
机制的改革优化,主要在流程再造上。流程的建设,是为了更好地明确授权。如果没有管控流程,授权就是放权,非常危险。所以,流程是一个团队管理最安全的东西。管控流程的再造,也是为了企业不论在谁的领导下,都能持续发展的一个核心所在。
金树人(中国淀粉工业协会糖醇分会理事长):
海洋生物可以跟淀粉行业结合起来
明月集团不仅在海洋生物上取得了很大的成功,对我国淀粉深加工和糖醇产业,也有很大的贡献。
在甘露醇方面,尽管明月集团不是最早涉足的企业,但其加工的提取率却是世界最高的。法国的罗盖特公司是百年企业,但它们的胆固醇、葡萄糖的提取率也只有40%~50%,而明月集团是60%~65%。前几年,罗盖特开始主动找明月集团进行技术交流。
除了现在已经很普及的模拟移动床的应用,明月集团的MVR(离心蒸汽压缩机)也取得了很好的节能效果。MVR设备是上世纪60年代德国最先发明的,但是国内没有人敢用。明月集团后来是首先使用的。之后,2011年10月,中国淀粉工业协会在国内做了MVR的推广会之后,企业的应用才渐成规模。如果全国有关行业都能用上的话,对全国的节能能起到10%~15%的作用。
将来,海洋生物可以跟淀粉行业结合起来.一是将淀粉深加1二的一些技术和设备,在海洋生物提取中应用起来;二是将海洋生物产业中的先进技术,应用推广到淀粉行业。
此外,明月集团的海藻肥在许多饲料里可以起到抗生素的作用,减少抗生素的使用。大量抗生素加入到鸡饲料和猪饲料中,食用后最终对人体的免疫力带来极大的破坏。如果能通过海藻肥来解决抗生素的问题,是非常好的。但仅仅依靠明月集团是远远不够的,国家海洋局等部门应该加大力量支持海洋农业的发展,建立海洋基因实验室,把海洋的生物基因转移到陆地上。
薛长湖(中国海洋大学教授):
健康行业或是明月将来的一个重点
青岛的海洋生物产业,已经有几十亿元的规模,但还需要进一步做大。
海洋生物产业的发展离不开技术,但有多少技术是我们在未来五年甚至十年能够产业化的?这个问题值得深思。当下做生物产业,很多时候做的只是一个概念。用了海洋领域的东西,可能占比只有1%,也叫海洋生物产品。比如做海带面条,但里面海带的添加量不超过3%。
发展海洋生物产业,第一位的就是技术。企业的创新发展离不开一个厚重的研究团队和一个技术中心。明月集团有一个20人的技术中心,这支撑了企业的可持续发展。如果一味依靠外在力量,企业是永远发展不起来的。
明月集团一开始做海带的应用,最成熟的是海藻肥,但技术含量并不高。明月集团从海藻肥转向生产其他产品,走出了一条自己的成功之路。但企业将来的发展一定要解决原料的问题,如果解决了这一问题,确立了原料优势,企业将来会有一个跨越式的发展。
生物资源的利用,从一开始的深加工到海洋食品的精加工,再到综合利用,范围越来越广。“十二五”规划提到,养生健康产业将来的规模是一万亿元,每年增加30%的需要。蓝色经济可以做健康产业,明月集团也可以做,而且可以作为将来的一个重点。
记者手记
【关键词】高分子;化学;发展;方向
中图分类号: F407 文献标识码: A
一、前言
我国高分子化学一直都是我国发展的重点,这项技术对于很多相关产业非常有帮助,高分子化学是高分子材料的研究基础,已经涉及到了机械行业,建筑行业等多个行业,因此发展高分子化学对于我国高分子材料行业是非常有帮助的。
二、现如今高分子化学的发展情况和应用范围
自从20世纪到现在,随着工业技术的快速发展,天然资源已经露出了疲态,科学家们已经开始使用高分子化学进行材料的合成。有数字表明,在之前的40年中,使用材料的速度正在以每10年五倍增长,人类三大合成材料,其中包括塑料、橡胶、纤维,在使用过程中表现出了令人惊讶的增长速度。新型的材料,特别表现在合成材料,在工业、建筑、农业、电子技术方面都被广泛使用,极大的支撑着人类的日常生活,是使国民经济持续发展的必要动力源泉。
相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。
三、高分子化学与高科技的结合
当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。
第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹材料,如热塑性弹性体等。
第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。
第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。
可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
四、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。
第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。
五、高分子化学的发展方向
1、使地球更加绿色化
在现在很多工业发达的城市,天空中都会飘着非常浓郁的黑烟,对人们的日常生活有非常严重的污染。绿色,在现在被认为是没有污染、再生性或者可以循环使用。在没有污染方面,我们需要做的就是减少工业废弃物的排放、相对的减少污染源。现在的情况表明,化学行业中具有污染和治理两个方面的性质,可以对绿色使用材料进行研究,也可以继续对环境造成恶化。例如:在研制的过程中使用的催化剂、溶解剂、中间物品等,在生产过程中产生的废气、废渣、废弃液体等都是对环境造成影响的主要元凶,若长期的进行排放,会对环境造成严重的影响,甚至会导致不可逆转的事情发生。
2、减少的自然资源的使用依赖
目前研究的高分子合成材料对石油具有很强的依赖性,众所周知,石油是经过地球非常漫长孕育才出现的,另外,石油也是现如今人类社会非常重要的能源,石油资源现在正在快速的减少,而且不能快速的进行补充,所以人们现在非常急切的找到可以代替石油使用的资源,这已经成为现在高分子化学研究中非常重要的课题。在对物质中原子和分子的比率进行调节,对物质的微观特性、宏观特性以及表面性质进行加强控制,也许这种物质就会满足一些行业的使用要求,当这种情况出现的时候就可以把这种物质作为材料使用。所以,在对材料进行配置的时候就会减少对不可再生资源的依赖程度,并对使用材料和环境进行相互协调,这是现如今化学研究当中非常重要的领域。现在很多高分子合成材料都非常依赖石油资源。想要解决目前的情况,可以对天然高分子进行利用,这其中也应该包含对无机高分子的不断探索和研究。
现在由石油合成的高分子材料,主要因为原子中以碳为主要元素,其中还含有少量的氮、氧等原子,所以被称为有机高分子。无机高分子是因为主链上的组成原子中不含碳。根据元素的性质进行判断,大约有40~50种元素可以成为长链分子。现在引起科学家高度重视的一种无机高分子,它的主链上都是硅原子,并且含有有机侧链的聚硅烷。
3、使高分子材料不断纳米化
现在很多高分子化学反应中的原子经过重新排列组合之后的反应空间要比原子的大小大出很多,所以,化学反应的研究要在一个受限空间之中进行。若在有限的空间中,像纳米量级的片层当中,小型分子由于和片层分子相互作用而且还在一个比较受限的空间内进行排列,之后产生单体聚合,聚合之后的产物的拓扑结构不会再受限的空间内进行全部的复制,这种情况和自由空间的结果完全不同。我们也许会在受限制空间内进行聚合反应的分子中提炼出高分子纳米化学的定义。化学的研究对象基本都是纳米量级的分子和原子,但是因为没有精细的方式,没有达到可以在纳米尺度上精确控制分子或者原子的程度,所以现如今很难做到对分子的精准设计,使化学的合成让人感觉非常的粗放。高分子化学在纳米程度上精要精确的按照分子设计,在此基础上确定分子链中的原子配比位置以及相互结合的方式,通过纳米技术对分子、原子和分子链进行非常精确的控制,达到对高分子各级结构的位置确定。这样就可以精确的控制新合成材料的功能和特性。
4、面向智能材料的高分子化学研究路线
20世纪的人类社会是以合成材料为标志的,在21世纪人类社会的标志将会是智能材料。高分子化学仍然是进入智能材料时期非常重要的组成部分。材料自身具有的功能可以根据外部条件的变化,有意识的进行调节和修复等一系列措施,这就是智能材料的基本定义。现在科学家已经了解高分子有软物质这一特征,简单说就是可以对外场具有反应。
六、结束语
综上所述,高分子化学已经发展到了非常不错的方向,在很多方面都有非常广阔的运用,目前高分子化学会朝着绿色以及环保方面进行发展,随着高分子化学不断取得突破,未来使用高分子材料的前景会更加的广阔。
参考文献
[1]王立艳.《高分子化学》理论与实践教学的整体优化研究[J].广州化工,2012,40(4):108-109.
[2]张宏刚.新型高分子化学注浆材料在碱沟煤矿的应用[J].中国高新技术企业,2011(34):63-64.
[3]何冰晶,王庆丰,刘维均,等.能量最低原理在高分子化学教学中的应用探索[J].高分子通报,2011(12):141-144.
[4]董建华.从高分子化学与衣食住行到高科技发展[J].化学通报,2012,74(8):675-682.
关键词:经编;间隔织物;产品开发;应用拓展
中图分类号:TS186.1
文献标志码:A
Warp-knitted Spacer Fabric Embracing the Era of Systematic Development
Abstract: Warp-knitted spacer fabric is a kind of traditional warp-knitted product, on which the warpknitting industry has built up certain technology reserve. With the improvement and full-scale popularization of key production technologies as well as the collaboration among R & D organizations, producers and endusers, the unique structure and outstanding properties of the fabric will be brought into full play, and warpknitted spacer fabrics will have broad application fields and good future prospects in the fields of apparel, decorative textiles and technical textiles.
Key words: warp-knitting; spacer fabric; product development; extending application fields
经编间隔织物是利用纱线将两个相对独立的织物连接在一起,并保持一定间距、具有立体结构的织物。织物包括两个织物层和间隔层,既是三维结构,又是三层结构。间隔织物的开发与应用历时较长,产品总量保持稳定增长,但是应用有待进一步拓展。随着织物特殊结构以及环保、卫生、舒适等诸多优点受到广泛认可,经编间隔织物已经进入全面的系统开发与应用时期。
1坚实的创新道路
国内开展间隔织物的研究较早,行业具有一定的技术储备,不少生产工艺成熟,持续研发已经形成一定的实力。
1.1研发经历3个10年
上世纪80年中后期以来,国内外对经编间隔织物的研究经历了鲜明的3个阶段。
1.1.1生产工艺研究
一些企业开发双针床经编产品,以涤纶、锦纶为主要原料,以薄型或小间隔产品为主。双针床间隔织物很快成为一个大类产品,各种细分产品有所开发,在服装和装饰领域得到应用,很快大量应用于鞋材。部分企业将工艺研究集中在中厚型间隔织物的生产上,从机器研制到织造技术和后整理工艺的改进,都进行了相应的尝试。
1.1.2产品应用研究
随着中厚型间隔织物的生产与应用,新的应用领域被开发出来,其中最值得一提的是在床垫、坐垫等衬垫领域。作为一种能够取代聚氨酯泡沫等高功能软质型材和衬垫材料,经编间隔织物引起了人们的兴趣和关注。国际上在床垫、汽车座椅等一些领域,织物生产企业和床垫生产企业、汽车制造厂商等推出优质产品。经编间隔织物也应用于材料领域、医用领域,并探讨在复合材料、建筑新材等应用的可能性。
1.1.3综合性能研究
常规产品一直在持续生产,而充分体现各种性能特点的研发也在加速。从间隔层具有空间结构、间隔纱基本直立等研究入手,与机器改造、机械制造相结合,赋予间隔织物优越的力学性能和物理性能。行业积累了一定的研发经验,不少新产品处于开发试用阶段,有待规模化生产,关键在于市场需求。
1.2关键技术研究取得进展
一些关键技术的进展或普及推动了高端产品的开发,主要有高性能间隔纱、大间距间隔织物以及多种原料、多种结构织物生产关键技术得到突破。
1.2.1间隔纱等关键原料的开发
由龙头企业与相关院校,联合化纤、经编及产品应用领域专家共同开展的功能性涤纶单丝研发成果显著。其中一项研究方案是在结合现有涤纶单丝纺丝成形及加工技术的基础上,采用茶炭涤纶母粒对涤纶进行改性。将微纳米级茶炭粉与低粘度聚合物载体共混造粒,通过茶炭聚酯母粒与切片熔融纺丝工艺等特殊工艺,获得含茶炭成分的涤纶未取向丝,再经拉伸获得茶炭涤纶单丝。这种单丝具有优异的力学性能,尺寸稳定性、耐磨性好;具有抑菌特点,还具有负离子、远红外功能。
1.2.2重点产品生产技术的提升
重点的间隔织物产品(如厚垫类)和主要的间隔织物复合材料(如大型坪类、场地类)的生产技术在与使用部门的交流中逐步改进,并深入引导产品应用。例如:针对垫类压缩回弹变形与透气、排湿、热湿等诸多性能的研究,还有功能性纤维和天然纤维编织工艺适应性的研究,都使间隔产品用途增加。这种研究涉及相关产业,化纤、经编、染整相互协作,在开发与应用过程中完善使用标准,优化工艺流程,已经有一些产品达到国际领先水平。
2优越的产品性能
上世纪90年代中期,研发人员提出“3D”结构概论和设计理念,阐述这种纺织品具有多种结构设计可能性和设计方案,对这类产品开发发挥承上启下作用。
2.1结构
2.1.1织物的厚度
经编间隔织物的厚度主要由前后针床脱圈板间的距离以及所用原料和编织工艺所决定。织物的厚度影响其压缩性,织物越厚抗压性变异较大。织物的抗压性与纱的弯曲状态和抗弯曲性能有关。
2.1.2间隔层的结构
间隔层的结构设计需考虑织物稳定性、弹性因素。主要内容包括:间隔纱是否与两个表面层精确垂直,以抵抗垂直于织物方向上的压力;间隔层组织、满穿与空穿的选择,及与表面网孔结构形成配合;间隔层受到横向载荷时,间隔纱是否容易弯曲倒伏;根据不同结构的表层组织,间隔纱在前后针床轮流垫纱设计等。
2.1.3外表层的形式
织物表面层分为:两面均为平素密实,一面网眼一面密实,两面均为网眼,还有一面为花色、一面为起绒效果,及其它多种组合形式。表面层为网眼结构,织物较为稀松,密度较小,对气流的阻隔作用较弱。一面为提花色结构,含有弹性纱,采用起绒组织进行起绒整理,就可以产生提花外观,具有一定弹性及绒面效果。还可以与其他材料复合,满足特殊使用要求。
2.2性能
织物的结构决定织物具有透气、导湿、防震、吸音、隔热等诸多的特点。
2.2.1透气
间隔层由一根间隔纱支撑,留有比其它织物更多的空间,构成一个便于空气流动的通风微环境,使织物具有良好的透气性。空气在层内部贯通,循环流动时将湿气传导散发出去,使织物的导湿、导热性高于相同厚度的一般织物。透气性与结构有关,如果织物的两个外表面层都采用透气结构(如网孔),可使织物的整体透气性明显提高。即使织物受到强大外力作用,只要三维结构存在,这个通风的微环境就存在。
2.2.2抗压
间隔层的存在为织物带来可压缩的空间。空间结构结合纱的抗弯曲性构成了织物的整体抗压性能。织物有很好的缓解压力的功能,其效果优于其它弹性材料,特别是一些不环保材料。还有其它因素,例如织物表面组织会影响间隔纱的排列方式,排列方式影响间隔纱加权平均倾斜角,从而影响抗压性能。纱线的影响十分明显,如纱直径越大,弯曲刚度越大。
2.2.3隔音
织物的两外表面层可以有效地反射声波,并且中间间隔纱及外表层的内表面还可将透入的声波能量进行多重振荡衰减,从而达到吸音、隔音效果。声波的衰减程度与原料种类、表层和间隔层的结构、织物的密度、厚度以及分界状态等因素有关。为此,可以通过织物的组织设计和后整理加工制作隔音材料,还可与其它材料复合达到最佳吸音和隔音效果。例如常用车用内饰材料,采用平实结构或者配以半网孔结构的织物,在一定的厚度状态下就有隔音效果。建筑、家居使用间隔织物时可以粗略估算隔音效果。
2.2.4其它性能
织物可以达到较高的物理机械性能。经编间隔织物的顶破强力较高,并且随着干燥克重及厚度的增加,顶破强力有明显增大趋势。总体来看这类织物的抗起毛起球、耐磨性、保暖性有一定优势。而且可循环使用,产品应用范围广。间隔织物与其他材料,如聚氨酯泡沫、橡胶或者其它织物或非织造布相比,具有相对质量轻、柔软、弹性高等优点,可用于开发同类性能更优的产品。
3宽广的应用领域
间隔织物的应用是由其结构所决定的。从产品开发的起始到拓展的历程来看,经编间隔织物用于鞋材、箱包材料、床垫(厚型和薄型)、内衣与文胸、运动休闲服装、时尚女装、婴幼用品、床上用品、浴室用品、座椅、沙发用材料、特种座椅材料、大型垫类、人造草坪等,在许多领域都有一定的发展空间。应用的分类方法有多种,以下大体分为3个系列。
3.1第一系列
以鞋材类、服装类为主,并在使用过程中产品开发得到拓展。
3.1.1鞋材类
经编间隔织物最大应用始于鞋材,广泛用于运动鞋、休闲鞋、童鞋、拖鞋、凉鞋、洗浴鞋及许多时尚鞋类的鞋身、衬垫。织物的导湿透气性确保空气流通,有助于汗气迅速转移,给鞋内部创造一个空气清新的微环境,适应不同天气穿着。鞋底、鞋面部位能根据脚的形状制作成形,提高穿着舒适性,减少疲劳和损伤。织物坚牢、不分层,避免了采用聚氨酯泡沫材料容易出现开裂变形的现象。
3.1.2服装类
用于服装,包括外衣和内衣两类。外套分类较广,如休闲装、家具服、运动服、夹克衫、套装、裙装等;内衣包括背心、文胸及其他贴身穿着的服装。间隔织物作为服装流行元素之一,具有丰富的外观形态与一定的时尚特征,可以满足多类服装设计对面料的要求,换言之,几大类间隔织物可供服装设计选用。织物的选用可从平素、网眼、提花和厚薄、稀疏、镂空以及织物不同的表面形态、悬垂飘逸风格多方面入手,丰富服装设计创意,特别是寻找时装设计创意灵感(图1)。在制作胸衣和垫肩方面,优点明显:由间隔纱线支起的织物具有充足间隙,实现导湿透气、调节温度,热湿服用性好;可一次模压成形,尺寸稳定性好。
3.1.3拓展类
从服装用产品开发中得到启发,经编间隔织物的应用拓展到许多相关产品,如婴童用品。这类产品从服饰辅料和防护用品开始,并向床垫、枕头、浴室用品、儿童推车、学步带、儿童专用安全椅等拓展,较好地满足安全、健康、舒适、美观等要求。
鞋材、服装等类型面料开发,使用原料应从传统的涤纶、锦纶、氨纶向天然纤维和功能型纤维拓展,同时加强各类终端产品穿着、服用性能研究,不断推出高端产品,优化产品结构。
3.2第二系列
以装饰类、家具类为主,并在使用过程中产品开发得到拓展。
3.2.1室内纺织品
经编间隔织物用于室内装饰,包括帘类、罩类、毯类、垫类等。通常要求织物具有透气、悬垂、柔软、弹性较高等性能,并且要求使用舒适、便捷,有的还要求进行防火、抗菌整理。帘类、罩类、台布桌布等用品通常选用薄型密实织物、单面网眼织物为主,面料色彩、花纹丰富。浴室用品包括防滑垫、浴室用鞋、毛巾、浴巾、浴衣。防滑垫采用涤纶或其它化学纤维,在粗针距机台上编织,适当增加厚度。织物一面网眼或两网眼结构,必要时一面经过薄膜涂层,使其更加防滑。
3.2.2床垫及床上用品
包括床垫(厚型和薄型)、褥垫、床罩、枕头、床单等。不同用途产品,其织物厚度差异较大。薄型和中厚型织物要求达到柔软、飘逸风格,具有良好的覆盖性、亲和性。厚型织物(如枕头)应具有能产生缓冲的作用。共同特点是具有十分优越的透气性,成品比重不大,产生轻柔的触感,还有易洗涤、不易变形、环保卫生的性能。采用经编间隔织物制作床垫,包括普通家居床垫、休闲垫和特种用途床垫(医用、保健、理疗)。选定间隔纱、织物组织、织物厚度,确定单层、多层结构形式,都要做到成品弹性、软硬适中。关键是床和枕头符合人体工学原理,整体支撑骨骼,还要贴身舒适,有效释放颈椎压力,预防脊椎变形、腰肌劳损疾病,营造通风、干爽的环境,使睡眠符合健康。
3.2.3室内装修及家居
主要用作装饰材料(图2)或结构材料。结构材料要求具有一定成形效果,包括编织成形和模压成形。一直以来用量较多的有椅子和沙发材料。办公场地、会议室及家居客厅、卧室的部分墙面、室内隔离板、天花板覆盖层可以考虑使用间隔织物材料。这种材料与建筑的外廓对接固定,改善空间感观。织物的立体结构使其便于安装和粘贴,而且织物相对比重不高,能够达到轻量化,而且牢度高、耐磨性好。对于场地或设施,如果有通风、隔音、防潮以及环保、防火等综合要求,间隔材料就是一种选择。
此外,经编间隔织物在箱包制作上的用量较大,优点是织物结构稳固,柔软而不易损坏,使箱包更具时尚感。经编间隔织物制作的袋子可以多种多样,无论是面料还是里料,装饰性达到意想不到的效果。
3.3第三系列
以产业用品为主,并在使用过程中产品开发得到拓展。
3.3.1车船内饰材料
经编间隔织物也很适合做车船等交通工具的内饰材料,可改善装饰,提高舒适性,尤其在保持车船通风、干燥、防热(隔热)以及缓冲方面优势明显。车内装饰包括内衬布、包覆层,座椅、座垫的罩和填充物用量较多,还有车篷、遮光帘、行李箱衬、方向盘包覆材料等。用于游艇装饰、防护,主要有船座上的衬垫、甲板上的厚垫等。车船内成形的垫子、枕头、腰靠,能起到缓压、缓解疲劳的作用,还可制作交通工具座椅隔热垫。除常规间隔织物外,贾卡间隔织物、厚型间隔织物、特种形状的间隔织物及混合型织物给车船装饰带来新的气息。
3.3.2医疗卫生用品
医疗卫生用经编间隔织物与其他医用材料一样,分为护理类、服饰类、手术类。目前,间隔织物应用于医用床垫、手术台布、轮椅座垫、护膝、护肘、包扎固定用品、康复功能用品以及医用服饰、鞋子等。主要特点有质轻、柔软、吸湿、导湿、弹性好、可成形,方便循环使用。通常根据最终用途,选用或决定间隔层的厚度、单或双网眼类型及规格尺寸,编织采用化学纤维长丝为主,还可以使用其它纤维和特种材料。多种垫类、管状类等织物都有广阔的应用前景。
3.3.3增强材料
使用经编间隔织物作为增强材料是一种选择。这类织物作为增强复合材料,厚度和结构可选择范围很大,而且都能够达到一定的强度。两个表面和中间的间隔纱采用化学纤维复丝、单丝编织,形成通透的网孔、半透网孔或者密度较低的结构,可作为增强材料的骨架。织物的两个表面和间隔层采用高性能纤维编织,两个表面可均为网孔或一面网孔、一面致密,经树脂处理和模压后可制成多种增强材料,特别是轻质构件。
3.3.4防护用品
经编间隔织物有的用于制作防护用品、防护服装,有的作为防护材料的一部分,要求织物具有一定厚度,弹性优良。用做安全防护头盔分为支撑骨架和内衬,用于多种头盔衬垫,能更好吸收和分散受到的攻击。用于消防服的制作,需选用阻燃纤维等原料(纱线或混纺纱),使织物提供隔热效果,确保服装穿着舒适。针对防护用品最终用途,间隔织物可以调整其原料、结构和后整理工艺,以获得合适成品的防护功能。
此外,经编间隔织物用于制作人造草垫具有一定特色,具有多种功能;作为建筑和土工材料,具有增强、加固、过滤、排水、隔离、防渗作用,防止水土流失,具有重量轻、抗拉强度高、抗老化、防腐蚀等特性;农用材料包括各种规格的具有通透性的密实类、网孔类,具有防护、覆盖、隔离、过滤等作用,例如覆盖在土壤上与填料共同稳定植物,支撑和固定苗木,保持土壤温度和水分。用于过滤材料、篷盖材料等需进一步开发。经编间隔织物使用的效果有待全面考核检验。
关键词:3D打印;中国;问题
一、3D打印简介
3D打印技术出现在20世纪90年代中期,它以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品,也被称为增材制造。在它出现之前,人类历史上使用的都是减材制造,也就是通过车、钳、刨、铣等方式将原料中不需要的部分去除掉,最后得到需要的成品。3D打印技术则是一种堆叠的生产方式,通过计算机指挥一个喷嘴一层一层喷出原材料进行叠加制造出产品。它与前者相比,有几个不可比拟的优点:首先是节省成本,有多少原材料用多少原材料,不会存在边角料的浪费现象;其次是智能控制,可以打印出任何形状甚至是人力无法完成的产品,从而也节省人工成本。对于最看重成本的工业社会,3D打印的出现无异于一场颠覆性的革命。
二、3D打印在我国的发展现状
3D打印技术是我国制造行业与国外先进水平差距较小的技术之一,甚至于在3D打印技术的研发上,我国在某些领域还处于世界领先地位,如利用选择性激光烧结(SLS)技术制造大型零部件这一项,我国掌握的技术是全球最先进的。国内许多企业也致力于3D打印设备的研发与制造之中。
但是,目前我国3D打印在产业化上与国际上其他发达国家依然存在差距:从企业销售额方面看,欧洲国家的3D打印企业的销售额约为10亿元(人民币),美国3D打印企业营收约为30亿元,而中国的企业收入别说过亿元,过5000万元的企业都寥寥无几。从产业规模方面看,2012年全球3D打印行业的总产值是120-130亿元,中国为8-9亿元;2013年世界3D打印行业的市场规模约为200亿元,中国约为20亿元。2014年中国3D打印的产值约为40亿元。预计2016年,全球市场规模规模将突破100亿美元,国内100亿元人民币。2020年前,3D打印技术将全面实现产业化。中国3D产业的发展速度相对而言还是比较快的。
中国极其看重3D打印的发展,政府对于将3D打印设为国家重大科技项目建议作出重要批示。科技部也将3D打印编入《国家高技术研究发展计划(863计划)》、《国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》。2015年3月28日,博鳌亚洲论坛2015年年会还举行“3D打印、数字制造与第三次工业革命”分论坛。
我国对3D打印的发展目标包括:到2017年初步建立增材制造(俗称"3D打印")技术创新体系,培育5至10家年产值超过5亿元、具有较强研发和应用能力的增材制造企业;并在全国形成一批研发及产业化示范基地等。在政策措施上,国家将加强组织领导,加强财政支持力度,并支持3D打印企业境内外上市、发行非金融企业债等融资工具。在3D打印的重点发展方向上,拟定了五大方向:一是金属材料增材制造,包括针对航空航天,核电、能源等机械零部件直接制造需求,研制钛合金、高温合金等金属材料;二是非金属材料增材制造;三是医用材料增材制造,例如针对牙齿、假肢、手术导板、手术辅助器械等方面需求,开发医用外部矫形器械专用材料等;四是设计及工艺软件;五是增材制造装备关键零部件。
与西方国家相比,中国3D打印的市场规模较小,这是缺点也是机会,意味着其中存在巨大的发展空间。未来几年的工作重心是开发3D打印的应用市场。工业3D打印的应用空间的扩大将会最为明显,而生物医药领域的应用则最被看好。全社会范围内将会不断寻找大量的传统制造业企业与3D打印技术的结合点。
三、3D打印在我国发展中存在的问题
(一)可供打印的材料有限,能够应用的行业也有限。虽然3D打印技术被《时代》周刊评为2014年25项年度最佳发明之一,但是目前技术的发展比材料的发展超前太多,3D打印只能做到使用PLA(生物降解塑料聚乳酸)、ABS树脂、橡胶、石膏、塑料、可粘结的粉末颗粒等进口材料,进口材料特别是金属受到国外市场控制,价格居高不下。
打印机水平尚未成熟,无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料,打印的材料相当有限,所能支持的行业也受到限制。3D打印适用于进行一些小规模制造,特别是高端定制产品,如汽车零部件制造、医用器官制造、机械模型制造等。3D打印技术虽然先后进入了各大行业,?目前仅能在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域的基础制造方面有所应用,离高精尖还有很长一段距离。
(二)3D打印机器要求高,费用昂贵。3D打印技术经过近二十年的发展,在复制物体的外在形态这方面已经达到相当高的水平,几乎任何静态的形状都可以被打印出来,但是动态捕捉以及清晰度始终是不尽如人意。对于资金相对雄厚的生产企业而言,这些问题在资金和技术的支撑下还是可以解决的。但是对于普通家庭,它的费用超出承受能力。
3D打印技术的费用相对于我国居民的消费水平而言是相当高昂的。全世界第一台3D打印机的售价为1.5美元,目前市场上主要有三大类3D打印机:第一种是个人型,体积较小,操作容易,要价1300-20000美元;第二种是专业型,要价20000-350000美元,主要使用者是工程技术人员,包括中小企业、大公司部门级的工程师、设计师;第三种是生产型,要价250000-950000美元,用于航空航天、医疗、汽车等领域。若要实现3D打印普及到大众,价格必须要下调,但在未达到规模经济之前,必定会与成本形成冲突。
(三)相关知识产权法律条款缺失,存在道德风险隐患。知识产权是经济时代的亘古不变的热点。在过去的数十年中,全社会对知识产权的关注在不断深化。3D打印技术避无可避也会涉及到这一问题,作为朝阳产业,缺乏对知识产权保护是最致命的打击。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权,也是我们面临的问题之一,否则就会出现泛滥的现象。
3D打印的素材不断扩大,目前比较有争议的比如头盖骨、心脏等器官的打印等话题无时无刻都在刺激人类的神经。打印的内容违反道德或者是违反道德但是不违法法律规律是很难界定的,社会舆论还需要很走很长的路、花很长时间才会形成对这些新生事物的热同感。
(四) 产业化程度低,缺乏正确的商业模式。3D打印适用于个性化与定制化生产,适合生产小规模和有特色的产品,这些特点也导致了国内整个3D行业尚处于一个整合度较低,比较无序的阶段。企业规模普遍较小,研发力量不足。缺乏规模较大的企业起领导作用,这大大制约了3D打印在国内的大规模商业化进程。更致命的是,中国3D打印行业沿用了传统制造业商业模式,生产设备卖设备,先把设备生产出来、推销出去,而不是根据市场和用户的需求进行量身定做,生产和消费严重脱节。除此以外,3D打印的发展还要解决环境问题、人才培养问题等。
四、3D打印在我国发展的建议
3D打印技术已然显示出巨大的发展潜力,但它在实现产业化和社会广泛应用上还有很长一段路要走。中国的3D打印的发展不仅需要政府投入资金、减免税收、完善法制,还需要行业和企业进行改革,深化商业模式,抱团合作,形成产业集群,产生规模经济。为推动和促进中国3D打印发展,在此提出特以下几点建议:
(一) 政府方面,加大对3D打印产业的扶持力度,完善知识产权法的建设,构建良好的法律环境。融资方面,推动设立3D打印产业发展资金,鼓励金融机构开展多种形式的首台套保险业务,建立支持3D打印发展的多渠道、多元化投融资机制,引导创业投资和股权投资向3D打印领域倾斜,鼓励民营资本进入3D打印领域等。
税收方面,探索相关税收优惠政策。如对消费者、使用者和对采购企业进行政府补贴和增值税抵扣,以扩大国内市场需求。
知识产权方面,国内对3D打印行业的监管不足,3D打印技术已然打印出材料特殊且具有杀伤力的枪械,能够躲避电子探测器等安检设备,对社会产生极大的危害。再者,3D打印技术的便捷性和易传播性,使得各种有危害的山寨产品被生产并且流通,严重妨害公共安全,保护知识产权的重要性凸显,所以我国宜及早制定3D打印技术相关法律,政府对3D打印产业加强政策引导和监管,规范和保证3D行业的健康发展。
(二) 行业方面,积极转变产业模式,抱团合作。目前,我国3D打印行业中的企业都还比较弱小,这种情况下要避免单打独斗,以免两败俱伤。3D打印行业中如果出现一家独大的情况,管理成本、生产成本、推广成本、科研成本数额会是惊人的,这都不利于企业的发展壮大。初级发展阶段。3D打印行业应建立产业联盟,利用联盟的平台共享资源,集中打开应用市场。如通过产业联盟所有的会员企业可以抱团申报工业用地,争取一些相关的利好政策,以及人才基地、研究基地、商业配套中心、生产基地等。3D产业联盟还可以通过共享行业信息、市场信息以及技术信息,扶持所有会员企业。同时,产业联盟也可以组织会员进行定期管理交流,整个行业共同攻克技术难题并提升技术水平、共同建立科学合理的价格体系,向社会提供满足消费者需求的产品。
(三) 企业方面,与高校、研究机构合作,建立产、学、研一体化。我国的3D打印处于初级发展阶段,而且技术攻关主力军集中在高校,如清华大学、西安交大、华中科大等。高校衍生出一系列优秀的3D打印企业,如北京殷华、武汉滨湖、陕西恒通等。但是,市场上资金实力较为雄厚的企业参与度比较低,不利于资源的优化配置和优势互补。国外的情况却恰恰与我国相反。
3D打印企业应该依托于高校以及研究机构,建立产业创新联盟。高校进行基础研究,研究所专攻应用型研究,企业主致力于产品化,实现产、学、研一体化。在此基础上,企业积极创新,推动产业升级转型。
中国3D打印行业还有很长一段路要走。但是,只要把握发展机遇,政府充分发挥统筹调控的作用,通过政策扶植和资金投入,行业间抱团合作并形成集群效应,企业与高校通力合作,3D打印一定会让中国在新一轮的国际产业竞争中占得鳌头。
参考文献:
你适合学习材料专业吗?
材料学包罗万象,是国内外各行各业发展都离不开的一门基础而重要的学科。目前据相关专家分析,我国在材料成型设计方面的人才缺口在20万~30万之间,并且呈逐年递增趋势,材料科学与工程专业的毕业生已经成了“抢手货”。目前我国整个材料行业都缺少高精尖人才,人才缺失问题已经成了众多企业发展的桎梏。
材料行业对人才的需求是如此的迫切,那么也可以想象材料学的就业趋势非常好,想要进入材料行业的学生也很多,那什么性格的人适合进入材料学院呢?笔者列出了如下的性格需求度表格,同学们不妨参考一下。
概述:材料学究竟是什么
材料学是一门跨学科的科学,涵盖的范围很广,子学科多。所以想要回答“材料学究竟学什么”这一问题很难。总的来说,材料学就是研究材料结构、性质和性能,以制造出更好的材料或更好地使用材料的学科。
材料学具体分为三个大类:金属材料、无机非金属材料和高分子材料。因此,大部分高校会开设材料科学与工程专业,专业下又分出几个方向,针对性地学习这三大类的知识,并且它还与其他一些工程科学相重叠,因此在各大院校,材料科学与工程都有若干分支。
从这三大类可以看出,材料学是典型的工科专业,课程安排和其他工科专业大同小异。大学一、二年级会安排基础科目的学习,如高等数学、线性代数、概率统计与随机过程、大学英语、C语言、大学物理、机械制图、电子电工学这样与材料生产设备相关的课程:到了大三大四,则会偏重专业课,比如材料物理、物理化学、有机化学、材料力学等,都是必须要学习的。
材料学由于应用广泛。在众多领域都有很大的发展空间。学生毕业后可在航空航天、冶金、机械、汽车、电子、信息、交通、化工和建筑等工业企业以及相关科研单位工作。学校不同,学科方向不同,就业的去向也不一样,比如以研究钢铁为主的材料专业。学生毕业后大部分去的都是加工为主的企业,比如钢铁厂、汽车厂。
总体而言,材料学是比较基础的学科,光是大学四年学不到特别专业的知识。所以很多同学会选择考研深造,这个时候,不妨选择一个前沿的并且热门的方向,比如先进陶瓷、复合材料、纳米材料、生物材料等。
核心专业:高分子材料科学与工程
从本世纪中叶。高分子材料逐渐登上了材料王国中的宝座。据2011年的最新统计,我国高分子材料的体积产量已经超过其他各类材料,塑料的体积产量已经超过钢铁体积产量,合成纤维的生产也超过全部有色金属的总产量,这说明我国已经跨进了高分子材料时代。
高分子材料科学与工程的建立可以说只有二三十年的历史。从“高分子”三个字,就知道这个专业需要用到化学方面的很多知识,在大多数院校中,都开设了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学等,而且根据各个学校的侧重点不一样,有机化学、量子化学、结晶化学和热力学、固体物理学、结晶学、统计物理学、聚合物流变学、高分子材料学、塑料成型工艺学、机械制造基础、模具材料及制造等课程也都是需要学习的专业基础课程。为了理解高分子材料中的许多物理现象。系统学习高分子物理学也是十分重要的。如果你只希望念完本科就毕业工作,高分子材料专业是个很不错的专业,因为它的就业市场很大。
新兴专业:生物功能材料
国家将生命科学和新材料科学列为21世纪重点发展的领域,而生物材料学作为一门只有十年历史的新专业、站在生命科学和材料科学前沿的交叉学科,更是优先发展的重点。
生物功能材料专业是培养具有材料科学与工程、生物学和医学等领域的相关知识,掌握生物材料的基础和专业知识,能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。
不过很多人会纳闷,生物材料到底拿来做什么呢?作用到底体现在哪里呢?答案很简单—它们最常出现在牙科和整形外科。假牙、补牙材料、人造骨、人造关节都是生物材料的一种。例如为防止骨折,关节等部位要承担体重的3—6倍的重量,而且一年要承受近200万次重复荷重,因此要求人造的关节材料有优良的对生物适应性、疲劳强度和耐磨性等。
本专业毕业生的就业、继续升学和出国深造的前景广阔。可从事与生物材料、医药等领域相关的管理、产品研究开发、市场销售、贸易等方面的工作。
院校推荐
到目前为止,我国设有材料类专业的高校有400多所,这400多所院校有自己的特色,因此,这些院校在学生的培养上也会有自己的特色。
比如,清华大学材料科学与工程专业注重学生的基础,下设了五个方向:材料物理与化学、金属材料、无机非金属材料、复合材料和电子材料。不过在本科阶段,五个方向的课程都大致相同。
北京科技大学的材料科学与工程专业是该校最强势的学科,偏重钢铁材料研究,软硬件设备足以让冶金专业以外的学生眼红。学校名师荟萃,科研实力强,本科生在校学习期间都可跟老师进实验室做科研。
哈尔滨工业大学的材料学院则始终围绕“高端”两字,紧密围绕国防尖端技术发展需要的新型材料、新型材料的精密和特种加工技术设置课程与内容。
北京化工大学的材料学是国家的重点学科,其高分子材料科学与工程专业是传统强项,碳基复合材料、无机非金属材料和金属材料防护学科在全国具有很高的知名度。
4万吨级非晶带材项目预计09年量产,公司业绩将爆发性增长
薄膜太阳能电池项目将成为下一个利润增长点
当前股价:22.75元目标价格:33元
今日投资个股安全诊断星级:
安泰科技主要涉及五大业务板块,到目前为止,超硬及难熔材料一直是支柱产业,公司的收入和盈利均主要来源于此。07年中报显示,公司的主营收入结构为超硬及难熔材料占收入的42.4%,精细金属制品占21.3%,金属功能材料制品占约11%,生物医用材料占0.7%,主营利润与主营收入的结构趋于一致。
产能扩张将增加现有主业收入
公司现有主业的产能扩张来自于定向增发的两个募集资金项目:即“高品级聚晶金刚石材料及高档专业金刚石工具产业化项目”和“高性能难熔材料及制品产业化项目”。
公司生产的金刚石锯片十分畅销,有95%以上出口到欧美等国家,虽然在国际市场上属于中端产品,但在国内却算的上是高端产品。难熔材料是公司的另一个支柱产品,无论从装备水平还是技术能力上看,均位于国内领先和国际前列地位,国内外市场已全面启动。
增发前,公司金刚石锯片和难熔材料的产能均趋于饱和,增收空间十分有限,急需扩容。预计两个项目达产后,金刚石锯片和难熔材料的产能将分别扩至2.5倍和2倍,直接带动起主营收入的大幅增长。
4万吨级非晶合金带材项目值得期待
该项目一直备受市场关注,对公司业绩是否能快速爆发性增长起到决定性作用。安泰科技计划分两步生产非晶带材:首先在现有生产设备基础上,新建一套制带机组,形成1万吨的年产能,预计08年第三季度开始热试,保守估计当年产出1000-2000吨;1万吨生产线量产后,公司会再新建一套冶炼设备,形成3万吨的年产能,我们估计这条生产线很可能在09年上马,当年达产率至少为40%。公司表示,4万吨级非晶带材项目全部达产后,如果下游需求仍有空间,公司将继续扩建,将产能提高至7-10万吨。
目前非晶带材的最大用途就是加工成铁芯用于变压器,非晶合金变压器的市场容量直接决定了非晶带材的需求空间。非晶合金变压器市场前景乐观,判断依据如下:政策角度看,电网建设为整个配电变压器产品提供了增量空间,节能减排则提高了非晶变压器在其中的比重,二者共同催生出对非晶变压器的巨大需求;用户角度看,非晶合金变压器通过节能具备了经济性,可以在相对较短的时间内收回高出硅钢变压器的采购成本,之后就提供节能净收益,使用户更易于接受。
薄膜太阳能电池是下一个利润增长点
由于全球能源紧缺,太阳能产品的开发应用越来越受到重视。安泰科技与德国Ordersun公司(前身为德国太阳能技术研究所)签订了排他性的合作协议,一起研制开发薄膜太阳能电池项目。不过,Odersun第一条4MW金属薄膜目前在装备和工艺流程上还存在一些问题,尚不能预测正常运转的时间。按计划,如果这条4MW生产线运行成功,Ordersun将迅速把产能扩容至40MW,届时双方将履行协议,在中国建设合资生产线,其中安泰科技占其51%的股份。
该项目颇有其吸引人之处,运作成功后公司的营业收入、利润和投资收益均将大幅增加,盈利能力显著提高,享受新能源行业的高估值,分散非晶带材下游需求单一化的风险,Ordersun若上市公司还能获得可观的股权增值等等。但我们预计,2010年前薄膜太阳能电池业务不会为公司贡献收益,但它的确是质地优良的储备项目,是目前最确定的继非晶合金带材之后的下一个利润引爆点,值得投资者耐心等待它的果实。
估值及投资建议
我们选择了A股市场上另外两家金属新材料上市公司做参考,对安泰科技进行估值。比较发现,安泰科技的08年PE高达行业平均水平的1.6倍,体现了市场对其未来高成长的预期,随着业绩兑现,公司09年PE降迅速回落到平均水平以下。