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纳米材料市场前景范文1
关键词:纳米材料应用
纳米发展小史
1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。
1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。
什么是纳米材料
纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
1、纳米技术在防腐中的应用
由加拿大万达科技(无锡)有限公司与全国涂料工业信息中心联合举办的无毒高效防锈颜料及其在防腐蚀涂料中的应用研讨会近日在无锡召开。
中国工程院院士、装甲兵工程学院徐滨士教授,上海交通大学李国莱教授,中化建常州涂料化工研究院钱伯荣总工等业内知名人士分别在会上作了报告,与会者共同探讨了纳米技术在防锈颜料中及涂料中的应用、无毒高效防锈颜料在防腐蚀涂料中的应用以及新型防锈涂料和防锈试验方法发展等课题。
徐院士就当前纳米技术的发展情况作了简单介绍,他指出:纳米技术的研究对人类的发展、世界的进步起着至关重要的作用,谁掌握了纳米技术,谁就站在了世界的前列。我国纳米技术的研究因起步较早,现基本能与世界保持同步,在某些领域甚至超过世界同行业。
作为国内表面处理这一课题的领头人,徐院士重点谈了纳米技术对防锈颜料及涂料发展的促进作用。他说,此前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家,仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重,对人体的伤害很大,目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用;磷酸锌防锈颜料虽然无毒,但由于改性技术原因,性能并不理想,加上价格太贵,难以推广;而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin-williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒防锈颜料,有的性能不错,甚至已可与铬酸盐相比,但均因价格太高,国内尚未引进。我国防锈涂料业亟待一种无毒无害、性能优异而又价格低廉的防锈颜料来提升防锈涂料产品的整体水平,增强行业的国际竞争力。
中化建常州涂料化工研究院高级工程师沈海鹰代表常州涂料院,在题为《无毒高效防锈颜料在防腐蚀涂料中的应用》报告中,详细介绍了复合铁钛醇酸防锈漆及复合铁钛环氧防锈漆的生产工艺、生产或使用注意事项、防锈漆技术指标及其与铁红、红丹同类防锈漆主要性能的比较。
在红丹价格一路攀升的今天,这一信息无疑给各涂料生产厂商提供了巨大的参考价值,会场气氛十分热烈,与会者纷纷提出各种问题。万达科技(无锡)有限公司总工程师李家权先生就复合铁钛防锈颜料的防锈机理、生产工艺、载体粉的选择、产品各项性能指标及纳米材料的预处理方法等一一做了详细介绍。
目前产品已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测,同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析,结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势,是防锈涂料领域划时代产品,为此获得了中国专利技术博览会金奖.复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用,并已由总装备部作为重点项目在全军部分装备上全面推广使用。
本次会议的成功召开,标志着我国防锈涂料产业新一轮的变革即将开始,它掀开了我国防锈涂料朝高品质、高技术含量、高效益及全环保型发展的崭新一页。其带来的经济效益、社会效益不可估量。这是新型防锈颜料向传统防锈颜料宣战的开始,也吹响了我国防锈涂料业向高端防锈涂料市场发起冲击的号角。
2、纳米材料在涂料中应用展前景预测
据估算,全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前,发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心,2001年年初把纳米技术列为国家战略目标,在纳米科技基础研究方面的投资,从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元,准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心,把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点,将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域,全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际,纳米科学技术的发展,对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说,21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高,所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级,产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面,将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品,以及对传统材料改性;将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。预期十五期间,各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团,将对国民经济产生重要影响;纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域,将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展,促使涂料更新换代,为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
我国每年房屋竣工面积约为18亿平方米,年增长速度大约为3%。18亿平方米的建筑若全部采用建筑涂料装饰则总共需建筑涂料近300万吨,约200~300亿元的市场。目前,我国建筑涂料年产量仅60多万吨,世界现在涂料年总产量为2500万吨,每人每年消耗4千克,为发达国家的1/10,中国人年均涂料消费只有1.5千克。因而,建筑涂料具有十分广阔的发展前景。
纳米材料市场前景范文2
1引言
纳米科技是指在纳米尺度(1到100纳米之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用(主要是量子特性),以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。纳米科技成果拥有科技成果的特征和纳米科技的特点。
2科技成果简介
2.1成果定义和特征
科技成果是指对某一科学技术研究为内容,通过试验研究、调查考察取得的具有一定实用价值或学术意义的结果,包括研究课题结束已取得的最后结果,研究课题虽未全部结束但已取得的可以独立应用或具有一定学术意义的阶段性成果。科技成果具有新颖性与先进性、实用性与重复性,有独立、完整的内容和存在形式,应通过一定形式予以确认等特征。
2.2科技成果转化描述
科技成果转化是指为了提高生产力水平,对科学研究与技术开发产生的具有实用价值的科技成果进行的后续试验、开发、应用、推广,直至形成新产品、新工艺、新材料,发展新产业的相关活动。从宏观上来看,科技成果转化是一个由科技供给系统、科技转化系统、科技需求系统和科技环境系统构成的大系统。在微观方面,科技成果转化一般包括实验室研究、中间试验、工业性实验、工厂化生产等诸多环节。
2.3科技成果转化三个发展阶段
科技成果产生阶段:该阶段主要从确定研究开发项目开始,到初步成果(产品)形成才基本完成。科技成果转移阶段:该阶段主要包括成果(产品)进入中试试验和工业化试验等。科技成果应用阶段;该阶段主要包括成果(产品)进入规模化生产,并进入市场等。
2.4科技成果转化基本要求
科技成果转化作为一项复杂的社会系统工程,需具备多方面条件,满足多方面要求,如科技成果自身的成熟程度、转化环境,以及相应的政策、社会服务与支持等都是重要的转化条件,是顺利转化的基本要求。以下分别作说明。
2.4.1技术成熟度
技术成熟度,即科技成果适应社会生产发展需要的实际水平,是科技成果转化的最根本的条件。技术成熟度特征:完全成熟的科技成果,应当是可以立即生产的;不够成熟的成果则还需再投入进行二次开发,才可能投入生产,所需要投入量越大,表示成果就越不成熟。技术不成熟原因:技术认识不同,科技投入不足,使科研条件和科研深度都较为缺乏;中试环节薄弱,中试的欠缺使得成果的先进性、适应性、配套性、可靠性达不到要求,难以实现工业化生产的需要。例如:长期以来,由于经费短缺,我国中试基地建立的数目较少。以上海为例,2005年从基础研究到中试再到产业化,投资比例为1:1.03:10.55,而较为合理的比例是1:10:100。中试的欠缺使我国科技成果的转化率低,已经成为制约我国经济持续发展的一个“瓶颈”。结论:科技成果要实现成果转化,首先要求科技成果技术成熟。因而需加大投资力度,加强中试试验研究力度,形成成熟的、可靠的科技成果,促进成果的推广。
2.4.2转化环境
转化环境主要包括转化的市场需求、政策和意识。第一,树立以市场为导向的意识。要从科研源头起与市场需求相结合,以形成产业化为根本目标,针对现有和潜在市场,开发具有市场前景的科技成果,促进科技成果的转化;要避免科学研究与市场脱节,造成成熟的技术也无法进行推广,致使大量的科技成果无法产业化。例如:美国仪器制造业对高科技成果的一项调查显示:11项首次发明的新仪器,思路100%来自用户;66项重大改进,85%来源自用户;85项小改小革,67%来自用户。结论:以市场为导向的研究,更容易促进科技成果的转化,科研人员必须始终坚持以市场需求为出发点和归宿。第二,科技发展政策。科学技术与政策的关系日益密切。科学技术的发展越来越依赖国家的支持,国家的科技投入和政策引导成为影响科技发展的重要因素。需着眼于促进经济建设、依靠科技进步机制的形成和企业技术创新主体地位的建立来制定配套政策,加强政府以科技需求为导向的行为,强化政策的激励引导作用。政策的制定要从科技成果转化大系统和全过程出发,在促进科技成果供给的政策、促进科技成果转化过程整体化的政策等方面,形成体系上的一体化,避免“头疼医头”、“捉襟见肘”,形成不合力。例如:美国是获诺贝尔自然科学奖最多的国家,一方面,美国较高的物质生活待遇吸引了高级人才;另一方面是美国适宜的科技政策和社会文化氛围,推动了科技的发展。在这个意义上说,比尔•盖茨出现在美国决不是偶然的。结论:要有激励的政策,更容易促进科技成果的转化。第三,科研成果转化意识。成果转化意识是一切成果转化活动赖以发起的内驱力,是贯穿于成果转化过程的内在动力;低科技成果转化率的一个重要原因在于科技成果转化意识的缺乏,如科技成果的价值意识、商品意识、社会科技开发意识不强。科技成果拥有者必须有强烈的转化意识,才能从主观上发挥其积极性,促进科技成果转化的进程。例如:不少科研单位和科研人员把科研成果的获得作为科研工作的最终目标,不能主动把科研成果作为商品推向社会;同时企业对购买科技成果表现冷淡,因而造成了大量的科技成果的搁置,导致科技成果转化率低。结论:科研人员具有强烈的成果转化意识,更容易促进科技成果的转化。
2.4.3宣传策略
科技成果的推广必须注重市场宣传和推广,一方面加大宣传力度,另一方面注重宣传适度。主要宣传策略如下:1.强化组织领导,健全科技宣传网络;2.明确目标责任,强化考核督查力度;3.整合科技资源,拓宽科技宣传渠道;4.加强媒体合作,搞好科技宣传;5.开展科技培训,促进成果推广;6.开展科技活动,丰富宣传形式;7.加强技术交流,建立信息平台;8.注重方式方法,宣传适度确保质量。
2.5科技成果应用现状分析
农业、工业、医药、军事、材料、电子、生物、航天等领域的科研成果,大量的成果怎么处理呢?这些都需要进行成果转化,这些新产品、新材料、新工艺,只有进行科技成果的转化才能有真正的作用,同时科技成果也有市场需求。突出表现出两个特点:一方面大量科研成果生成,一方面有巨大的市场需求。
2.5.1科技成果转化率低
我国每年有2万余项比较重大的科学技术研究成果和5千多项专利,但是其中最终转化为工业产品的成果不足5%,而欧美发达国家转化率则为45%以上。我国科学技术向生产转化的比例为10%~15%,也远低于发达国家的60%~80%。高新技术企业的产值在社会总产值的比例仅为2%,与欧美发达国家的25~30%相比,更是不可同日而语。结论:目前我国科技成果转化率低。2.5.2科技成果转化率低的原因我国科技成果转化率低的原因主要有:科技成果本身存在先天不足,成熟度低;科技成果系统配套不够;科技成果对企业缺乏吸纳和转化的动力与活力;科技成果转化缺乏资金支持,相应的风险投资基金匮乏;科技成果中介机构不健全,社会服务职能不完善;体制上产学研系统各自独立,科技与生产脱节;市场体制不成熟,法律保障不足。
3纳米科技成果及产业
3.1纳米科技成果及产业的特点
纳米技术属于高科技领域,因此与高科技成果有着共同的特征:高风险,高投入;高额的利润前景;巨大的市场需求。纳米科技为多学科交叉领域,其应用及产业化又具有许多独特的特征:多学科交叉特性;潜在的高额利润;潜在的市场需求。
3.2纳米科技成果市场分析
纳米技术有巨大的潜在市场,它与信息技术、生物技术共同成为二十一世纪社会发展的三大支柱,也是当今世界大国争夺的战略制高点。据权威的研究报告显示,2000年纳米技术对全世界GDP的贡献为4000亿美元,预测2010年纳米技术对美国GDP的贡献将达到10000亿美元,日本纳米技术的国内市场规划也将达到273000亿日元。纳米科技的健康发展,对二十一世纪的社会和经济发展、国家安全以及人们的生活和生产方式带来巨大的影响。结论:纳米技术及产业已成为世界各国抢占的巨大市场。
3.3纳米科技成果转化现状
在纳米科技产业化方面,除了纳米粉体材料在少数几个国家初步实现规模化生产外,纳米生物材料、纳米电子器件材料、纳米医疗材料等产品仍处于开发研制阶段,要形成一定市场规模还需一段时间。目前成果以基础研究为主,纳米技术应用成果处于初期阶段,产业化效果不理想,成果转化率低。如果将纳米产品的成熟程度按中试、批量生产和规模化生产划分,其分布明显呈剧烈递减态势。研究开发和规模化生产的距离较大,大约只有5%的实验室成果最终能转化为规模化生产。
3.4纳米科技成果转化率低原因
3.4.1投入的科研经费不足
成果转化未知因素多,造成研究工作周期长、所需经费多;对科研的投入未考虑中试等应用技术研究,影响科技成果的转化。
3.4.2缺乏风险意识和市场服务意识
纳米技术产业与其它高新技术一样都存在投资风险、政策性风险,市场风险和自由竞争风险等。同时,纳米技术还存在着潜在风险。另外,科研工作者市场服务意识淡薄,缺乏主动为企业服务的意识。
3.4.3科研缺乏布局和规划
缺乏制定战略发展规划以及科研与产业的合理布局,造成低水平重复和资源浪费;重视基础性研究,轻视应用性研究,造成科研成果缺乏市场,成果难以被企业吸纳和转化。
3.4.4纳米科技成果成熟度低
在研究中,研究人员常常只注重论文,纳米科技成果论文水平很高,但产业化并不理想;注重实验室开发,没有潜心于后续的应用开发和技术支持,造成成果成熟度不够,先天不足,难以转化;大部分企业属于生产型,缺乏持续创新和应用开发能力,只能接受非常成熟的技术。
3.4.5缺乏信息沟通缺乏信息沟通,导致产学研系统各自独立,科技与生产脱节。从事纳米科技研究的人员,分属不同的行业和部门,条块分割,由于缺乏相互交流,更缺乏与一线企业的交流与合作;由于信息不畅,造成成果难以满足需求,以及成果和需求重复现象严重;企业间应用成果壁垒森严,难以推广,导致不少低水平重复,重点不突出,阻碍了整体优势的发挥。
3.4.6纳米专业人才匮乏
纳米科技由多学科交叉,因此需要具有多学科知识的复合型人才;纳米科技的迅速发展,需要大量纳米科技领域及其相关领域的人才。而中国传统分门别类教育体制培养的“专业人才”,不能适应拥有多学科知识复合型纳米研发人才的需要。因此,为推动我国纳米材料产业的发展,需要培养一批复合型纳米科研人员及纳米经营管理人才。
3.4.7知识产权意识淡薄
中国纳米技术近几年有了突破性的发展,但知识产权意识在科学界尤其是开发应用领域仍然淡薄。专利数量有所增加,但是在总量上申请的专利还是很少。在我国,申请的专利大部分是纳米粉体材料制备方面的专利,而国外的专利很多是纳米应用专利。
3.4.8行业标准和技术规范缺乏
目前纳米科技应用研究很热,市场上出现了很多“纳米商品”,然而,很多的“纳米商品”还不是真正意义上的“纳米产品”。市场上缺乏行业标准和技术规范的约束,一些人热衷于炒作纳米概念,造成初级产品过剩,浪费了社会整体资源;一些生产微米材料的企业,在其产品性能用途完全没变的情况下,贴上纳米标签,摇身一变成了纳米材料企业,误导纳米概念;一些企业在投入少量资金注册了纳米材料公司或纳米材料应用公司后,就开始在经营业绩上做文章,蓄意编造是专门从事纳米科研、生产和应用的实力企业的假象,最终达到圈资、骗政策的目的。
4纳米科技推广应用思路
针对纳米科技成果转化率低及成果推广过程中所存在的问题,促进纳米科技的推广应用,应切实做好以下工作。
4.1根据市场需求,选好研究目标
针对我国纳米科技产业化处于初级阶段,纳米科技发展资金投入不足,纳米科技产业化效果不理想等现状,在有限的资金和设施条件下,纳米科技的发展一定要从科研源头上加以调控,科研项目选题要以市场需求为导向,以形成产业化为根本目标,强调创新意识和市场服务意识,发展具有竞争力的新技术和新产品,并推进传统产业的发展,从而促进纳米科技成果更快地得到推广和应用。
4.1.1科研项目选题时应遵循的原则
创新性原则:强调科技源头创新意识;产业化原则:以产业化为根本目标,能独立形成新产品、新技术;竞争力原则:注重可提升产品竞争力的技术及材料,注重与传统产业结合;市场化原则:以市场需求为导向,加强服务意识,注重市场推广。
4.1.1.1强调科技源头创新意识
自主创新已经成为科学技术发展的战略基点和调整产业结构、转变增长方式的中心环节。十一五发展规划指出:“科学技术发展,要坚持自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”。纳米科技属于高新技术领域,因而,必须强调创新意识,研究和开发具有源头创新性的新技术和新产品,形成自主知识产权的新技术和新产品,实现技术发展的跨越,实现企业资本、社会资本和知识资本的有效组合及转化增值。强调创新意识,发展纳米科技,必须以市场为导向,以产业化为根本目标,发展成熟的技术,努力提升其竞争力,吸引企业及其它投资公司的参与和投资。加强纳米科技源头创新,要以纳米电子学、纳米尺度的加工及组装技术、纳米生物和医学、纳米材料学等科学前沿的理论和方法学为重点,争取取得重大进展,获得具有自己特色的发现和发明创造,促进纳米科技的产业化。
4.1.1.2以产业化为根本目标,能独立形
成新产品、新技术选题时要以产业化为根本目标,研究方向要与产业相结合,要策划出一个行业的主体并且形成一个产业链条。开发市场前景广阔、能够独立成新产品的先进技术,吸引以纳米技术为关键生产技术的企业投资,推动纳米技术的产业化进程。围绕国家长远发展目标,将纳米技术与信息、环境、能源、生物医药及先进制造、海洋、空间等高新技术相结合,提高纳米技术在这些产业中的含量,建立以纳米技术为主旋律的一批纳米产业及产业链并形成产品、商品,为提高我国的绿色GDP做贡献。举例1:信息产业中的纳米技术以纳米阵列体系为基础的量子磁盘,1998年正式问世,存储量高达465Gb/in2,相当于现在磁盘10万个的存储量。1999年,美国惠普公司在实验室成功制造了100×100nm芯片。正像克林顿所说,利用现代的纳米技术制备的超高密度存储元器件,可以将美国国会所有的信息存储在只有方糖大小的体积内。2000年,IBM公司通过纳米技术把这种磁盘的存储量提高到1000Gb/in2,相当于100万个现在磁盘的存储量。利用纳米技术可以将动态随机存储器和电脑CPU缩小到70nm,晶体管的尺寸为100~200nm。结论:纳米技术在电子信息产业中的应用,将成为21世纪经济增长的一个主要发动机,其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌。举例2:生物医药产业中的纳米技术采用纳米超顺磁载体制作的示踪剂使核磁共振检出的癌细胞尺寸大大降低,便于早期诊断、早期治疗;利用纳米技术输送生物大分子药物,可克服其吸收差、稳定性低的缺点,实现其天然、高效等特点,显示出良好的应用前景;根据药物分子的性质设计纳米颗粒表面及内部结构,从而达到人为地设计药物的靶向目标及其释放和作用方式,明显提高药效;利用纳米技术制备支架、骨骼等植入材料,具有很好的生物相容性,并可发挥治疗效果。结论:纳米材料技术将在生物医学、药学、人类健康等领域有重大的应用。预计到2015年,纳米技术在生物医药领域中的应用,全球市场将达到2000亿元。
4.1.1.3注重发展提升产品竞争力的新技术和新材料
传统行业的发展需要纳米科技来提升其技术和产品的竞争力。传统产业是国民经济的重要组成部分,这就决定了发展纳米产业应切入传统产业,努力提升对传统产业和产品的更新换代,提高竞争力,同时调整传统产业结构,实现经济增值。纳米科技的发展需重视与传统产业相结合。纳米技术在传统产业的应用具有投入少、见效快、市场前景广阔等特点,因此,将纳米科技与传统产业结合,可以有力促进纳米科技的推广应用。加强与传统产业合作,必须以市场需求为导向,发展具有市场潜力的产品和技术,通过纳米技术显著提高传统产品的竞争力。加强与传统产业合作,从一开始,就要积极吸纳企业的参与投入,发展能显著提高传统产业和产品的新技术和新材料。举例1:纺织行业中的纳米技术纳米催化剂在化纤原料涤纶聚酯合成中的应用,将使生产效率提高5倍以上,大大降低了生产周期和成本,这项技术在化纤行业的推广可带来数十亿元的收益;利用纳米技术对各类化纤进行改性,使之具有功能性,如吸水吸湿纤维、变色纤维、芳香纤维、磁性纤维、防辐射纤维、远红外纤维,还可采用复合纺丝法来生产功能化织物;纳米功能氧化物填充到纤维中可制得各种差别化、功能化纤维,为纤维的发展带来一场健康革命,其市场规模也超过二十亿元。结论:纳米技术的应用将对纺织行业的发展起到巨大的推动作用。举例2:建材行业中的纳米技术纳米技术在建材领域的应用:利用纳米材料的自洁功能可开发的抗菌防霉涂料、PPR供水管;利用纳米材料具有的导电功能可开发的导电涂料;利用纳米材料屏蔽紫外线的功能大大提高PVC塑钢门窗的抗老化变形性能;利用纳米材料可大大提高塑料管材的强度等。另外,纳米抗菌不锈钢塑料复合管、纳米抗菌PPR管是在管材内层塑料中添加纳米级抗菌材料,经共挤出而制成具有抗菌、卫生自洁功能的管材。仅以PVC塑钢门窗为例,近几年我国每年城乡工业和民用建筑的建造量平均约12亿平方米,需要门窗3亿平方米,年需塑钢门窗约3000万平方米,年需硬PVC异型材约30万吨。结论:纳米材料在建材中具有广阔的市场应用前景和巨大的经济、社会效应。
4.1.1.4以市场需求为导向,加强服务意识,注重市场推广
以市场成熟代替技术成熟是发展纳米技术的最佳方式。改变传统的“技术导向”为“市场导向”,始终坚持以市场需求为出发点和归宿,以市场需求为拉动机制,着重推动具有应用前景的新技术和新产品的开发,注重对传统产业的改造和提升,提升产品的竞争力,推动纳米科技的产业化。着重发展有重大影响的方向与领域,注重纳米技术与各个行业的交叉融合,使纳米技术和产品能服务于各个行业。注重纳米技术的市场推广,加强纳米科技与各个行业领域间的交叉融合,加强科研成果和企业及投资商之间的交流合作,建立信息交流平台,创建科研成果转化的渠道,为纳米科技发展提供有力服务和支持。
4.2注重技术集成,实现自主创新
“创新”是科技发展的生命力所在。对于纳米科技的发展,需加强新技术和新产品的原始性创新,提升产品和技术的竞争能力。同时在重视原始性创新的基础上,更应该注重具有重大应用价值的集成创新,通过对集成要素的优势整合,提升集成整体的竞争能力,实现更大的市场价值。
4.2.1技术集成创新有利于形成市场竞争力
长期以来,人们比较注重单项技术继发展,这是技术开发初级阶段的必然过程。但从科技与经济结合的内在要求来看,单项技术的研究开发,因为缺乏与其它相关技术的衔接,在当前很难形成有市场竞争力的产品或新兴产业,这就造成我国每年所取得的数万项科技成果最终束之高阁,削弱了我国科技创新的基础。
4.2.2技术集成创新将提高产业核心竞争力
核心竞争力的形成,不仅仅是一个创新过程,更是一个组织过程,使各种单项和分散的相关技术成果得到集成,其创新性以及由此确立的企业竞争优势和国家科技创新能力在价值上远远超过单项技术的突破。加强技术集成创新,是企业实现自主创新的新思考,也是企业获得竞争优势、适应知识经济发展的关键。
4.2.3纳米技术的集成主要内容
4.2.3.1纳米科技成果的集成
将分散的技术集中,形成一个可达目标功能的技术体系,即组合应用性技术成果,也称为技术捆绑或技术整合。纳米科技成果的集成应注意以下几点:注重主题的策划,选好技术与成果,实现目标显示度。(1)注重主题的策划以市场需求为导向,关注市场需求的多样化,强化产品的竞争意识;以纳米技术或产品为关键要素,解决需求中的重大问题,具有行业导向性与共性;拓展解决方案的丰富性,注重外部资源的易取性;强化研发时间的迅捷性,凸显研发质量的配比性。(2)选好技术与成果始终坚持把市场需求作为出发点和归宿点,选择具有市场前景的技术和成果,选择具有竞争优势的纳米材料或技术为关键技术要素,具有前景的技术与成果,注重其成熟度和可靠性。同时加大中试研究力度、中试研究领域和资金投入,注重集成要素中技术和成果的协调与融合,优势互补,使集成整体具有新的价值。(3)实现目标显示度注重目标功能的实现,不仅要实现各项集成要素的功能目标,还应实现集成系统的整体功能目标。集成要素和集成系统的功能定量指标应具有竞争性,以实现其产品的显示度,有利于产品的推广。
4.2.3.2注重技术集成创新
(1)从纳米科技发展到产业链上的集成协作在产业链的衔接上,由于纳米技术的跨学科性,急需将努力的方向由“单打独斗”转向“集成协作”。实验和技术上存在局限性,而研究的广泛和复杂,造成设施难以完备;技术的成熟度不够;研究成本高和周期长,造成产业化难度大。因此,仅依靠某一个工业部门或者研究机构,将无法加快推动纳米科技的应用和产业化的步伐。结论:要实现和促进纳米技术的产业化发展,需要采用合理的产业化与投融资模式,推动纳米技术产业链的全方位发展。这就是所谓的为了构筑我国纳米产业发展的大战略,也是目前国内众多研究机构、企业正在的探索大联合的适当途径。(2)纳米科技发展产业链上的集成协作方式第一,建立国家级研究开发平台,充分发挥国家级研究开发平台的作用,推动各研究部门之间的交流合作,实现软硬件资源共享,避免重复建设。第二,建立产业孵化基地。“科研-孵化-企业”一条龙式的产业化模式,有利于推动科研成果产业化,因此,在有条件的地方应建立纳米科技孵化基地。第三,加强产学研的合作。积极推进产学研一体化的进程,把研究、开发和应用过程的各个阶段建成一个系统,使之紧密衔接、相互交替,保证从科研到生产整个过程的连续性,从而使科研单位前期的研究、开发优势与企业工业化生产优势融为一体,促进科技成果的转化。(3)各领域科学研究人员间的协作从目前情况看,我国从事纳米科技的研究人员,分属不同的行业、部门,彼此之间信息沟通不畅,研究人员之间也缺乏必要的交流,致使研究力量大大分散,而且各地研究所重复研究、重复建设严重。纳米科技属于多学科交叉的前沿研究领域,要动员和组织信息、物理、化学、生物、医药、材料等学科的专家参与纳米科技的研究开发,抓好多学科在纳米科技方面的集成。结论:纳米科技的多学科交叉特性必然要求加强各领域科学人员之间的协作。
4.2.3.3纳米科技推广注重技术集成创新的应用案例分析
应用1:“以应用纳米技术打造新世纪康居商住楼”思路(1)为了贯彻《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》以及“十一五”规划中的要求,促进生态人居环境和绿色建筑的发展,提出集成整合最先进的纳米技术研究成果,积极推动健康、环保的生态建筑技术的应用与推广。为打造康居示范工程提供有力的技术支持和保障,致力于搭建三大公共技术平台,即居住环境健康性和安全性公共技术平台;建筑物与居家用品节能和环保性公共技术平台;资源综合利用公共技术平台。(2)应用纳米技术打造新世纪康居商住楼,可以体现在环保、健康、节能等方面的优势上。具体应用可以包括外墙涂料、内墙涂料、变色玻璃、地毯地板门、厨房、家用电器、卫生洁具、床上用品、窗帘、玩具及衣物等。(3)面向生态人居环境和绿色建筑的发展的需要、面向《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》以及“十一五”规划中的要求,新世纪康居楼的打造将对该行业及人们生活产生很大影响,将形成一个完整的产业链条,引导该行业的发展。以纳米材料或技术为关键技术要素,具有竞争优势;选择具有很好市场前景的纳米改性内外墙涂料、纳米改性纺织品、纳米改性陶瓷、应用纳米技术的太阳能电池等技术和产品,打造一个健康、环保、节能的居住环境,具有竞争优势。另外,选择的纳米改性内外墙涂料、纳米改性纺织品、纳米改性陶瓷等成果技术成熟度较好。应用2:“建立应用于汽车产业的纳米技术产品产业链”思路(1)纳米技术在汽车产业中的应用,可以包括纳米材料改性内饰件、纳米结构超强钢板、纳米结构铝材料、高耐腐纳米水性汽车涂料、纳米隔热涂料、纳米材料改性高性能轮胎、高强度胶黏剂、纳米汽车油、纳米汽车燃油添加剂、纳米传感器、汽车动力应用纳米新型太阳能电池、纳米汽车尾气催化净化材料等。(2)面向十一五规划的“建设环境友好型,资源节约型社会”,面向中国巨大的汽车产业市场,中国汽车产业发展在近几年速度迅猛,是世界上最大最有潜力的市场。选择具有很好市场前景的纳米改性内饰件、纳米改性涂料、纳米改性高性能金属材料、高强度胶黏剂、纳米汽车尾气催化净化材料、纳米汽车燃油添加剂及汽车动力应用纳米新型太阳能电池等技术和产品,具有竞争优势。纳米技术在汽车上的广泛应用,将降低汽车各部件磨损、降低汽车消耗、减少汽车使用成本,还能消除汽车尾气污染,改善排放。可以预见,纳米技术在汽车产业的应用将对该行业及人们生活产生很大影响,将形成一个完整的产业链条,引导该行业的发展。应用3:纳米科技与新兴行业、支撑行业及国家重大工程挂钩纳米科技与新兴行业、支撑行业及国家重大工程的挂钩可以吸引国家或地方政府等的财政拨款,同时可以吸引公司和企业的投资和参与。纳米科技在新兴行业、支撑行业及重大工程中等各领域中的渗透,将加快纳米科技的产业化;纳米科技在新兴行业、支撑行业及重大工程中的应用,将提升这些行业的技术含量,增加其竞争优势,推动其发展;同时对其产业结构的调整、经济增长方式的改变具有深远的影响。例如:纳米技术及应用国家工程研究中心以产学研结合的方式,组织上海城建集团、上海高校和科研院所利用纳米技术和其它技术集成解决道路隧道内的废气治理问题,这是纳米科技在城市市政工程中的重要应用,该项目已列入国家支撑计划。结论:通过集成技术、产学研合作等方式与新兴行业、支撑行业及国家重大工程挂钩,容易吸引投资,促进纳米技术与其它技术和产业的融合,从而促进纳米技术的发展。
4.3树立诚信市场理念
4.3.1纳米科技要健康跨越发展必须树立诚信意识
诚信的本质首先是经济规律,其次才表现为伦理性质。诚信不足,败事有余。市场经济就是信用经济,信用是现代市场经济的基石,没有诚信,就没有秩序,市场经济和社会道德就会陷入混乱之中。目前纳米科技应用研究很热,市场上出现了鱼目混珠的现象,虚假的“纳米商品”,纳米概念的炒作,严重扰乱了纳米市场的秩序,误导人们对纳米的认识,损害了纳米科技的形象,严重阻碍了纳米科技的产业化发展。结论:纳米科技要健康跨越发展必须树立诚信意识,诚信的市场经济理念。
4.3.2如何树立诚信意识
加强诚信意识培养;健全市场竞争机制,让诚信成为人们自觉遵奉的客观经济规律;强化监督,建立相互补充、相互制约的诚信监督体系;加快建立信用体系,规范信息传递和披露机制,发展资信评估行业;强化法制建设,为诚信规范提供坚实的法制保障。
4.4制定适合纳米政策纳米科技的应用推广,需要制定适
合纳米科技发展的政策,保障纳米科技的可持续发展。
4.4.1制定发展规划,实施专项行动
第一,坚持“有所为,有所不为”的方针,制定纳米科技的发展战略,制定我国纳米科技发展的近期、中长期规划,对纳米技术的基础研究进行整体规划,制定国家纳米科技产业的发展规划,集中力量,重点突破。第二,根据市场要求,依托现有产业的优势和基础,确定重点发展的产业及产品,引导产业结构调整。第三,按照市场需求,集中优势力量研究、开发具有自主知识产权、市场潜力大、技术可行的项目和对未来有重大影响的关键领域,突出特色。
4.4.2建立创新体系,强化专利保护意识
组建全新机制的实体性创新平台,建立以企业为主、产学研结合的纳米科技创新体系。强调纳米科技的原始创新,注重技术创新、管理创新、制度创新的有机结合,在原始创新基础上,同时注重集成创新,强化专利保护意识,提高知识产权保护在企业发展中的重要作用。另外,建立和健全纳米技术成果产权保护制度,优先资助拥有自主知识产权的专利成果的产业化。
4.4.3重视人才培养,加强技术交流
制定人才优惠政策,鼓励人才流动竞争,努力创造人尽其才、才尽其用的良好环境。建立培养和吸引纳米科技人才的政策,培养高质量的纳米技术人才和领军人物,引进国外具有真才实学的优秀人才。加强国内外科研单位及企业之间关于纳米技术的信息交流,建设开放式的国家纳米技术信息交流平台,加强国际交流和合作,扩大国际影响。
4.4.4加快基地建设,吸引多元投资
鼓励科研单位、高等院校与生产企业共建纳米技术创新基地、开放式研究开发中心等,改善基础设施条件,对共性关键技术进行联合攻关,建立以企业为主体,产学研结合的纳米技术创新体系,加速纳米技术的研究开发与产业化步伐。重视以政府政策资金为导向,建立多元投资融资体系,吸引风险投资及民间投资,使其大规模地介入纳米技术产业并与科技界融合。同时,鼓励纳米科技型企业在资本市场上融资,加速纳米成果的转化和产业推进。4.4.5完善行业标准,规范技术市场重视标准意识,根据纳米技术产品的性质、用途,参照国际标准,制定我国纳米技术行业的产品标准,建立权威性的国家纳米产品质量检测中心,使纳米产品的生产和销售有章可循。尽快制定出台相关的政策法规,规范纳米市场,避免纳米技术及应用研究重复建设和过度竞争。
4.4.6加强科普宣传,倡导科学道德
重视纳米技术的普及工作,加强对纳米科技的科普教育,使大众对纳米科技有正确的科学认识,避免过分炒作和误导。重视纳米科技相关学科的建设工作,保障我国纳米科技的可持续发展。
5纳米科技成果介绍
纳米技术及应用国家工程研究中心积极整合社会资源,积极推动纳米技术成果的转化。
5.1应用在环境领域的纳米材料和技术
成果1:用于汽车尾气催化净化处理的介孔基催化材料成果简介:孔道内担载贵金属Pt/Rh/Pd的氧化锆基(氧化锆/氧化铈)复合纳米介孔催化剂。该催化剂采用具有自主知识产权的涂覆工艺,成功负载于金属载体表面,经检测,排放性能及催化剂老化性能达到并优于欧IV标准(GB18352.3)。技术特点与优势:特殊的介孔结构,高比表面积;贵金属用量低,热稳定性好;优良催化活性和稳定性;抗老化性好。产业化前景:2007年我国汽车产量达到900万辆,并逐年递增。同时,我国将面临新车必须全部加装净化器的局面,该项目具有极其广阔的市场前景,其经济、社会和环境效益十分巨大。成果2:光催化净化室内空气应用技术光催化室内净化技术现状:不能有效地去除室内空气中;危害性很大的细微颗粒物;催化剂活性组分易流失;微孔容易被颗粒物堵塞,致使催化剂失活。技术创新:将高流速高效率静电除尘与光催化净化室内空气两相单元技术有机的结合。技术内容:包括性能好低成本的金属泡沫网状载体的制备技术、光催化净化活性组份在金属泡沫载体上负载技术、净化室内空气污染物一体化新技术、金属泡沫网状物负载光催化材料、室内光催化净化器。产业化前景:目前我国城镇装修过的房屋中80%存在甲醛超标问题。净化室内装修污染的市场规模达100亿元,并正以每年30%的速度增长,据预测2008年将达到200亿元的市场规模。5.2应用在能源领域的纳米材料和技术成果3:镍氢(MH/Ni)动力电池与镍锌动力电池技术内容:镍氢动力电池技术;锌镍动力电池技术;在电极中添加纳米添加剂;提高电池的循环寿命;提高电池的安全性。应用范围:电动工具、割草机械、玩具模型、电动自行车、电动摩托车等。技术成果:《动力镍氢电池用纳米材料测试技术》项目被上海市高新技术成果转化服务中心项目认定办公室认定为上海市高新技术成果转化项目。这意味着该中心又一项纳米科技成果将走向市场。产业化前景:随着WTO的加入,对动力电池的需求逐年增加。目前国内市场对镍氢动力电池的年需求量在数千万节以上,也将在上千亿的一次电池市场中占据一席之地。
5.3应用在生物医药领域的纳米材料和技术成果
4:超临界粉碎技术成果简介:超临界粉碎技术,采用超临界流体,通过改变压力快速改变溶液的饱和度,使溶质瞬时成核、获粒度均匀、超微细纳米级、无污染高纯度产品。通过此药物微细化技术,实现中药的微纳米化,促进药物的溶解性,提高药物的生物利用度。成果内容:水飞蓟素微纳米颗粒,超临界流体增强溶液分散技术(SEDS),粒径尺寸介于50~300nm,纳米化后的药物在水中溶解速率得到显著改善。谷甾醇纳米颗粒,气溶胶溶液萃取系统(ASES)技术,粒径介于50~300nm,ASES处理后样品结晶度降低;化学结构没有明显改变。产业化前景:超临界微纳米加工产品:如纳米水飞蓟素、植物甾醇可应用于相关药物或油类产品,按1%的附加值计算,相关药物或油品的产值达100亿,该产品产值可达1亿元。成果5:用于腹腔淋巴靶向治疗的纳米给药系统成果简介:以安全无毒的聚脂类生物降解聚合物为纳米粒的骨架材料,用改良的乳化-液中干燥法制备载药纳米粒(NP)。腹腔化疗方式治疗卵巢癌,克服了紫杉醇游离药物渗透性差、易过敏等缺点,并能实现产业化。技术特点和优势:解决了材料的安全性,采用经FDA批准载体材料;制备工艺可实现产业化,粒径及其分布可控制、重现性好,包裹率高,生产工艺条件不苛刻。产业化前景:全球卵巢癌每年新增病人19.2万,死亡人数为11.4万,其死亡率占妇科恶性肿瘤之首。建成应用示范点,年创产值可达1000万元。成果6:基于纳米生物探针的微流控阵列蛋白质芯片成果简介:该芯片是一种纳米生物技术与微生物芯片技术的集成产物。通过纳米生物自组装技术将靶蛋白配体组装在纳米粒子界面上,构成纳米生物探针,可以特异性地与各种生物样品(血清、细胞培养液等)中的靶蛋白结合,并最终被捕获在微流控阵列的特定检测区域,通过纳米粒子所发出的光学信号实现对多种靶蛋白的高特异高灵敏的同步多元分析。技术特点和优势:高灵敏、高分辨和低噪音;可以实现多种生物分子的同步检测;具有在分析模式和使用便捷性上的多种优势。产业化前景:主要应用领域有蛋白质的结构功能研究、医学诊断和医疗、新药开发、生物工业、低样品消耗和快速的芯片反应器系统,以及特定用途的专家系统。
5.4应用在电子信息领域的纳米材
料和技术成果7:CMP后清洗剂成果简介:采用表面活性剂的分子设计技术,利用表面活性剂的协同效应,研制了一系列高性能CMP后清洗剂。技术特点和优势:由表面活性剂、高性能功能性清洗助剂组成的水基清洗剂。适合抛光后高精度表面的超精密清洗。清洗效率高、对工件腐蚀小、残留少等。技术现状:用于硬盘清洗的清洗剂已得到世界最大硬盘基片生产商“深科技”的认可,指标达到国际先进水平。硅片清洗剂已在国内企业得到初步应用。产业化前景:可广泛用于计算机硬盘、硅片、玻璃基片等表面的超精密清洗。系一次性使用,因而电子行业的清洗剂具有巨大的市场。CMP后清洗剂利润丰厚,以每年销售1千吨计,利润在1000万元以上。成果8:高性能纳米粒子抛光液成果简介:化学机械抛光技术(CMP)是迄今几乎唯一可以达到全局平面化的超精加工技术,纳米粒子抛光液是CMP技术的关键要素。通过解决纳米粒子改性分散技术、纳米粒子抛光液的配伍与精制技术、原子级抛光工艺技术等关键技术,成功制备出一系列含有纳米磨粒的纳米粒子抛光液。纳米粒子抛光液由纳米粒子研磨剂、功能性助剂、溶剂组成。技术特点和优势:在计算机硬盘基片的抛光中可以达到表面粗糙度(Ra)小于0.5;数字光盘母盘玻璃基片抛光中表面粗糙度达到4.68;均达到国际先进水平。产业化前景:纳米抛光液市场广阔,用于高精加工的纳米抛光液为消耗品,系一次性使用,不可循环使用以免影响抛光质量,因而抛光液市场容量较大。
纳米材料市场前景范文3
应用领域
纳米TiO2能处理多种有毒化合物,包括工业有毒溶剂、化学杀虫剂、木材防腐剂、染料及燃料油等,迄今详细研究过的有机物达100种以上。此外,TiO2光催化技术也被用于无机污染物的处理。利用光催化法在柠檬酸根离子存在下,可以使Hg2+被还原成Hg而沉积在TiO2表面;此法同样适用于铅。TiO2光催化可能降解的无机污染物还有氰化物,SO2、H2S、NO和NO2等有害气体也能被吸附在TiO2表面,在光的作用下转化成无毒无害物质。
1.空气净化
当前解决空气污染主要有物理吸附法(活性炭)、臭氧净化法、静电除尘法、负氧离子净化法等,但是这些方法自身都有着难以克服的弊端,所以一直难以大范围地推广使用。与其相比,利用纳米光催化TiO2净化空气则有如下优点:降解有机物的最终产物是CO2和H2O,没有其它毒副产物出现,不会造成二次污染;纳米微粒的量子尺寸效应导致其吸收光谱的吸收边蓝移,促进半导体催化剂光催化活性的提高;纳米材料比表面积很大,增强了半导体光催化剂吸附有机污染物的能力。
利用纳米光催化TiO2治理空气污染已经得到广泛应用,国内外都出现了很多产品,例如纳米空气净化器、中央空调净化模块、光触媒涂料等,市场前景非常广阔。
2.水处理
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题,污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。
研究表明,纳米TiO2能处理多种有毒化合物,可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为CO2、H2O等无害物质。此外,纳米TiO2在降解毛纺染料废水、有机溴(或磷)杀虫剂等到方面也有一定效果。无机物在TiO2表面也具有光化学活性。例如,废水中的Cr6+具有较强的致癌作用,在酸性条件下,TiO2对Cr6+具有明显的光催化还原作用。在pH值为2.5的体系中,光照1h后,Cr6+被还原为Cr3+。还原效率高达85%。迄今为止,已经发现有3000多种难降解的有机化合物可以在紫外线的照射下通过纳米TiO2或ZnO而迅速降解,特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法很难降解时,这种技术有着明显的优势。德国开发出了利用阳光和光催化剂对污水进行净化的装置,每小时可净化100-150升水。
虽然利用纳米光催化TiO2进行水处理目前还未得到广泛应用,但我们可以看出它未来的应用前景必将非常广阔。
3.杀菌消毒
纳米TiO2的杀菌作用是利用光催化产生的空穴和形成于表面的活性氧类与细菌细胞或细胞内的组成成分进行生化反应,使细菌头单元失活而导致细胞死亡,并且能使细菌死亡后产生的内毒素分解。研究表明:将TiO2涂覆在陶瓷、玻璃表面,经室内荧光灯照射1小时后可将其表面99%的大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌等杀死。
目前国外新型无机抗菌剂的开发与抗菌加工技术进展较快,已经形成系列化产品,其中TiO2高催化活性纳米抗菌剂是市场前景最好的品种。日本在TiO2光催化抗菌材料研究与应用起步较早,日本东陶等多家公司开发的光催化TiO2抗菌瓷砖和卫生洁具已经大量投放市场。日本将今后发展的目光投向欧美国际抗菌产品市场,预计海外市场将是其国内市场的10倍,他们也极其关注中国抗菌塑料近年来的迅猛发展,纷纷抢滩中国市场。
应用现状
在当今世界性的环境污染问题越来越受到各国政府重视的情况下,利用纳米材料进行环境治理已经成为各国高科技竞争中的一个热点。在纳米光催化方面日本、美国等国家均投入巨资开展研究与开发工作,并大力推动其产业化,目前已有多种产品出现,其中所使用的纳米光催化材料绝大多数都是TiO2。
1.日本
日本对于纳米TiO2光催化的研究较早,现在已有多家日本公司生产出了多种纳米光催化的实用产品,见表1:
表1日本前十大催化公司及其主要产品
公司名称主要产品公司名称主要产品
东芝有除臭作用之光催化材料松下电器光催化空气净化器
隧道照明防污灯具具抗菌功能照明灯具
应用于照明灯具防污光催化膜除臭净化设备
具光催化功能的高压钠灯管低折射率且具光催化功能薄膜
透光率好且平面光滑的照明灯具用于空气净化的光催化剂
三菱纸业具除臭效能的纸箱东陶机器汽车用防污用光催化膜
空气净化器光催化亲水性薄膜复合材料
具除臭效能的热风干燥器防污抗菌陶瓷器
具除臭抗菌作用的冷藏柜空气净化系统
适用于高温高湿下除臭板油性防污材料
防臭抗菌面罩光催化防污导电建材
石川岛播磨重工业密室环境的净化设备大庆工业空气净化器
货车与船舶防污建筑物空调系统
储柜内部的净化设备车用空气净化设备
土壤净化方法与器具光催化净化设备
抗菌功能食品储藏柜汇丰汽车小型化空气清洁机
短时间内分析光催化机能的设备具有湿度调节极高清洁能力的设备
密闭空间空气净化机合金半导体复合光催化剂
气体净化设备应用于燃烧室内防污光催化剂
三菱大气NOx分解且防污应用日立光催化剂附着光源
防带电效果光催化膜利用光催化的配水系统
有机衬底光催化机制备方法光催化除臭器
来源:.tw/public/Attachment/562714282071.doc
2.韩国
韩国从1999年开始有光催化方面的专利出现,近年成倍增长,起初重点为纳米光催化材料,近年开始涉及水处理和空气净化领域。目前韩国纳米光催化商品规模仍较小,产品以LG电子利用光催化生产空气净化式空调系统与DohabuCleantech的海水净化装置最受好评。下表为韩国部分光催化相关产品资料。
表2韩国部分光催化相关产品
公司名称产品
BatuEnginnering污水处理机、薄膜材料
Enpion光催化材料、防污材料
G2K二氧化钛光催化剂
Hanlimtech污水处理机
Nano光催化剂
NanoPac光催化剂
Pepcon空气净化器、除臭系统
来源:.tw/public/Attachment/562714282071.doc
3.美国
美国环保署(EPA)是美国纳米光催化研发的主要支持单位,其重点着重于水处理方面;包括地下水质的改善、废水处理以及河川污染等。河川污染除了针对因农药造成污染的研究外,对油污的研究(包含原油)也有相当不错的成果。
4.英国
英国伦敦和安大略核子技术环境公司开发了一种新的常温光催化技术,利用纳米二氧化钛催化剂,能将工业废液和被污染地下水中的多氯联苯类分解为CO2和水。
英国皮尔金顿公司生产出了自洁净玻璃。在玻璃表面镀一层具有光催化作用的纳米二氧化钛薄膜,经紫外线照射后可有效降解附着在玻璃表面的有机污染物,同时具有亲水性,使玻璃长期保持自洁净效果。
市场前景
纳米材料市场前景范文4
20世纪80年代以前,纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等,需求量不大,没有形成大的生产规模。80年代以后,开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂,为纳米TiO2打开了市场,使纳米TiO2的生产和需求大大增加,成为钛白工业和涂料工业的一个新的增长点。
由于纳米TiO2在催化及环境保护等方面具有广阔的应用前景,并可用于日用产品、涂料、电子、电力等工业部门,因此,纳米TiO2展现出巨大的市场前景。日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米TiO2进行了深入的研究,并已实现纳米TiO2的工业化生产。目前全世界已经有十几家公司生产纳米TiO2,总生产能力估计在(6000~10000)t/a,单线生产能力一般为(400~500)t/a。
根据莎哈里本公司统计,2003年全球纳米TiO2销售量仅为1800t左右,其消费量与产品应用见表1。
近几年,有关纳米TiO2的新建装置已很少报道,主要是已建成装置的生产能力已远远超出市场的实际消费量,多数厂家处于开工不足或停产的状态。主要原因是目前国际上公认的纳米TiO2制备和应用技术还有待于提高,技术要点和难点主要表现在以下几个方面:①国际上纳米TiO2的价格为(30~40)万元/t,其成本大致是销售价格的2/5,原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素;②纳米TiO2的晶型和粒度控制技术;③金红石型纳米TiO2的表面处理技术;④纳米TiO2应用分散技术;⑤纳米TiO2应用功能的提升技术:⑥纳米TiO2产业化成套技术。由于以上条件的制约,使得纳米TiO2的应用和发展受到限制。
我国纳米TiO2的现状
在国外普遍开展了纳米TiO2的制备和应用技术开发,并取得了阶段性成果,我国纳米TiO2的研究在“九五”期间形成了,据了解,进行纳米粉体制备技术研究的科学院所和高校几乎都在进行和进行过纳米TiO2的研究。重庆大学应用化学系是国内最早(1989年)研究纳米TiO2的单位,华东理工大学、中国科学院上海硅酸盐研究所是目前研究技术较全面、报道最多的单位。国内主要研究单位与制备方法见表2。
目前,国内涉足纳米TiO2生产的公司约有十家,总生产能力在1000多吨。四川攀枝花钢铁(集团)公司钢铁研究院年产200t生产装置是我国技术装备较先进、品种最为齐全的装置,可以生产金红石型和锐钛型两大系列各有4个(10~40)nm的粉体品种;由淮北芦岭煤矿和腾岭工贸有限公司共同组建的安徽科纳新材料有限公司年产100t生产基地在宿州市建成;江苏河海纳米科技股份有限公司投资5000万元,已经建成年产500t的规模;青岛科技大学纳米材料重点实验室与海尔集团联合开发的首条具有百吨生产能力的生产线已经建成并一次试车成功;济南裕兴化工总厂拥有先进的纳米TiO2生产线(已通过省级鉴定),具备年产100t生产能力,可提供纳米锐钛型、金红石型的粉体和浆料共4个品种、多种规格的产品;此外,四川永禄科技有限公司、浙江舟山明日纳米有限公司、江苏五菱常泰纳米材料有限公司、河北茂源化工有限公司纳米TiO2装置也已建成。纳米TiO2的发展
1)纳米TiO2生产的特点
纵观国外纳米TiO2的生产,存在着以下特点:生产原料主要为四氯化钛、硫酸氧钛,生产方法主要有气相法和液相法。气相法主要有以四氯化钛为原料的氢氧火焰水解法,而液相法主要是以四氯化钛和硫酸氧钛为原料的化学沉淀法,且多数生产厂家为钛白粉生产厂,充分利用了原有氯化法和硫酸法生产装置的中间产物、生产技术、公用工程和生产管理方面的经验。
我国纳米TiO2的研究和生产具有以下几个特点:①对纳米TiO2的研究多、面广,力量分散,低水平的重复性研究现象严重,企业介入的力度不够;②重点进行了纳米TiO2制备技术的开发,对纳米TiO2的应用技术开发力度较小,尤其是有关应用的关键技术没有突破性进展;③工程开发能力薄弱,因纳米TiO2项目一般投资较小,一些大型的工程公司(设计院)对工程化的兴趣不大,不愿投入人力物力进行工程开发,④生产规模小、基本采用湿法工艺,土法上马,产品质量差,现有市场空间较小,没有给企业带来想象中的高利润。目前,我国纳米TiO2的市场价格大致为(7~42)万元/t,因为晶型、质量和产地不同价格差距较大,国内生产的产品价格为(7~24)万元/t。
2)我国纳米TiO2生产的发展建议
生产工艺的比较
气相法反应速度快,能实现连续化生产,而且制备的纳米TiO2纯度高、分散性好、团聚少、比表面活性大,产品特别适合于精细陶瓷材料、催化剂材料和电子材料。但气相法反应在高温下瞬间完成,要求反应物料在较短的时间内达到微观上的均匀混合,对反应器的形式、设备的材质、加热方式、进料方式均有很高的要求。目前气相法在我国处于小试阶段,欲达到工业化生产,还要解决一系列工程问题和设备材质问题。
与气相法相比,液相法生产的原料成本低了一个数量级。而且具有原料无毒、无危险性、常温液相反应、工艺过程简单易控制、易扩大到工业规模生产、三废污染少、产品质量稳定等优点。因此;液相法中硫酸氧钛和四氯化钛液相中的化学沉淀法最具工业化发展潜力。
原料生产路线
我国钛白工业近十年来发生了很大的变化,取得了令人瞩目的成就,其硫酸法钛白的生产已与国外先进技术差距不多,总生产能力已跃居世界第二位,仅次于美国。
根据纳米TiO2的生产特点,结合国内钛白生产的具体情况,我们提出了以硫酸法生产的中间产物硫酸氧钛为原料的生产路线,充分利用我国在硫酸法钛白工业生产中所取得的技术,以及工程化方面的经验,发展我国的纳米TiO2工业。
生产规模的确定
目前,国内纳米TiO2的需求量一种观点认为应在1万t左右,一种观点认为在1000t以下,我们认为在目前的情况下,后一种观点可能更符合国内的现实。目前国内纳米TiO2的生产能力已经能够满足现有市场的需求,但随着我国纳米产品的普及程度和人们消费观念的改变以及我国整体经济呈现稳步发展的态势,纳米TiO2必将迎来广阔的市场发展空间。因此,新上项目应在(400~500)t/a的生产规模,同时最好建在钛白生产厂内。
生产方法的选择
化学沉淀法一般分为均匀沉淀法、直接沉淀法和共沉淀法三种。其中均匀沉淀法具有工艺简单、产品质量好、易于操作等特点,是最具工业化发展前景的一种制备方法。均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢、均匀地释放出来。该方法中,加入溶液的沉淀剂不立刻与沉淀组分发生反应,而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成,使之通过溶液中的化学反应缓慢生成沉淀剂,只要控制好生成沉淀剂的速度,就可避免浓度不均匀现象,使过饱和度控制在适当的范围内,从而控制粒子的生长速度,获得粒度均匀、致密、便于洗涤、纯度高的纳米粒子,常用的均匀沉淀剂为尿素等。以硫酸氧钛为前驱物,以尿素为沉淀剂制备纳米二氧化钛的反应原理为:尿素水溶液在70℃左右开始水解,其反应式为:CO(NH2)2+3H2O=2NH3·H2O+CO2
由于尿素的分解速度受加热温度和尿素浓度的控制,因此可以使尿素分解速度降得很低,从而可得粒径分布均匀和粒径小的纳米TiO2。尿素的分解产物CO2和NH3,在反应或煅烧后均为气体,易挥发,不会对产品的纯度和质量造成影响。生成沉淀剂NH3·H2O在TiOSO4溶液中分布均匀、浓度低,使得沉淀物TiO(OH)2均匀生成:
TiOSO4+2NH3·H2O=TiO(OH)2+(NH4)2SO4
TiO(OH)2煅烧得到TiO2:
TiO(OH)2=TiO2+H2O
存在的问题
纳米材料市场前景范文5
[关键词]石墨烯;二维材料;性质;应用
中图分类号:TG333.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)14-0308-01
石墨烯的兴起
石墨烯研究历史可以追溯到1947年,多年来未受到广泛关注。直到2004年,英国的Andre Geim和Konstantin Novoselov从石墨中首次剥离出单层石墨――石墨烯,并发现这种已知的最薄、最坚硬的纳米材料具有异常独特性质。自此以后,大家深信石墨烯在不久的将来会有巨大的应用潜力和市场前景,甚至有人认为石墨烯产业化很快就要到来[1]。
1.石墨烯的结构与性质
石墨烯一层被剥离的石墨分子,结构是碳原子紧密堆积成二维蜂窝状的晶格结构,每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键。由于每个碳原子有一个剩余的p轨道电子可以自由移动,所以石墨烯具有良好的导电性,其电阻率只有约1 Ω・m,为世上电阻率最小的材料。电子在石墨烯的二维结构中传输时,表现为无质量的费米子,所以石墨烯展现出许多同二维Dirac费米子特征相符的传输特性,包括量子霍尔效应,载流子浓度趋向为零时仍然存在的最小电导率4e2/h,和带有π相移的Shbnikov-de Haas振荡。
石墨烯也展现出独特的光学性质。单层石墨烯只有一个原子的厚度,约为0.34nm,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的入射光。石墨烯的线性能带结构和无带隙特性允许光吸收的带间跃迁在很宽的波长范围内发生,表现为比较平坦的光吸收系数。科学家们还发现石墨烯具有极强的非线性效应,其三阶电极化率高达10-7esu,因此其具有低阈值的宽带可饱和吸收效应。此外,石墨烯的导热系数高达5300W/m・K,远高于碳纳米管和金刚石。石墨烯的机械强度和受损阈值也非常大,是目前已知的最坚硬的纳米材料。
石墨烯由于其独特的结构和优异的性能,已经在多个领域引起了人们的广泛兴趣,越来越多的科学家开始研究石墨烯的性能和应用[2]。
2.石墨烯的制备
2.1 机械剥离法
机械剥离法是通过机械力直接从石墨晶体的表面剥离出石墨烯片层,该方法能够制备结构和电学品质都很高的、大小为毫米量级的单层石墨烯,其获得的样品多用于基础研究中,但是在产量和吞度量方面存在不足,不适于大规模应用生产。
2.2外延生长法
外延生长法就是通过加热单晶6H-SiC以脱除Si,从而在0001和000面上分解出石墨烯片层。这种方法得到的石墨烯可以分为两种:一种是生长在Si层上的石墨烯,由于和Si层接触,这种石墨烯的导电性受到较大影响;另一种是生长在C层上的石墨烯,有着极为优良的导电能力。外延生长法得到的石墨烯比较难以控制缺陷和多晶畴结构,物理性质受SiC衬底的影响很大,并且难以从SiC衬底上分离,不能成为大量制造石墨烯的方法。
2.3氧化石墨烯法
这是目前广泛应用的一种方法。氧化石墨烯法就是将石墨片化学氧化为氧化石墨,氧化石墨可以在水中和许多溶液中溶解,经过适当的超声振荡处理在水溶液或有机溶液中分散成均匀的氧化石墨烯的悬浊液,再通过化学还原获得石墨烯薄片。该方法效率高、成本低、能够大规模工业化生产,但是石墨烯的电子结构以及晶体的完整性会受到强氧化剂的破坏。
2.4化学气相沉积法
化学气相沉积法原理是将一种或多种气态物质导入到一个反应腔里进行化学反应,生成一种新的物质沉积在衬底表面,它被认为是最有前途的大规模制备石墨烯薄片的方法。用这种方法制备的石墨烯的尺寸在不断的进步,现在大于1m的石墨烯薄膜样品已经能够制备和用于生产。利用这个方法,可以在石墨烯生长过程中对其进行化学掺杂,这对于许多光电子器件非常重要。但是这种方法制备的石墨烯在性能上仍有一些缺陷,例如与机械剥离法获得的石墨烯样品相比,前者很难观察到量子霍尔效应,石墨烯的电子性质受衬底的影响也很大。
3.石墨烯的应用与发展
3.1 计算机芯片材料
硅基的计算机处理器在室温条件下每秒钟只能执行一定数量的操作,然而电子穿过石墨烯几乎没有任何阻力,所产生的热量也非常少,石墨烯本身就是一个良好的导热体,可以很快地散发热量。所以,如果由石墨烯制造电子产品,其运行的速度可以得到大幅提高。与硅相比,石墨烯被分割时其基本物理性能并不改变,而且其电子性能还有可能异常发挥。因而,当硅无法再分割得更小时,比硅还小的石墨烯可继续维持摩尔定律,从而极有可能成为硅的替代品推动微电子技术继续向前发展。
3.2 透明导电材料
显示器、触摸屏、太阳能电池等光电子器件都要求电极材料具有较低的薄膜电阻和较高的透明性。目前的透明导体材料大多是半导体,其中应用最广泛的当属氧化铟锡(ITO),它含有90%的In2O3和10%的SnO2。但是,ITO有许多应用缺陷,人们努力在寻找新的性能更好的透明导电材料,金属薄膜、金属纳米线、碳纳米管和石墨烯都成为了ITO的替代品而被大家广泛研究。相比于其它几种材料,石墨烯薄膜具有更宽的光谱透射区,这对于光电子器件来说是一个巨大的优势。
3.3 导电、导热和防腐涂料
石墨烯的二维结构使得其成为理想的填料用于功能涂料涂层,因为石墨烯不但可以在涂层中构建导电导热通道,又可以互相拼接形成严密的迷宫式物理屏障,隔绝腐蚀因子。所以,基于石墨烯的功能涂料可以具有导电、导热、防腐、电磁屏蔽等多种功能。另外,加入石墨烯进一步可以增强涂层的附着力,使其具有优良的耐磨和耐刮擦性能。所以,石墨烯涂料在船舶、飞机、建筑物、桥梁以及日常用具(如不沾锅、电熨斗)等领域具有广泛的应用前景。
3.4 抗静电塑料
近期,基于石墨烯的抗静电塑料母粒成为了业界努力研发的方向,人们希望石墨烯在高分子材料中具有良好的分散能力,以实现少量添加就能大幅提高材料电导率的效果。实验表明,石墨烯材料在聚乙烯、聚丙烯和尼龙等多种高分子材料中都可顺利添加,且分散良好,石墨烯在抗静电塑料方面的应用效果十分明显[3]。
4.结束语
石墨烯的基础研究和产业化发展依然面临着许多重大挑战,各方面的竞争也日趋激烈。我国是最早开展石墨烯研究的国家之一,在石墨烯基础研究以及产业化应用研发中处于世界前列。为继续保持这一优势,并在未来的石墨烯产业中占据战略主动,仍然需要科学界、产业界以及政府相关部门继续紧密合作。
参考文献
[1] F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, A. C. Ferrari. Graphene Photonics and Optoelectronics[J]. Nature Photonics. 2010,10: 10-13.
[2] 徐秀娟,秦金贵,李振.石墨烯研究进展[J]. 化学进展. 2009, 21(12):30-32.
[3] 黄桂荣.石墨烯的合成与应用[J].炭素技术.2009,29(1):35-38
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纳米材料市场前景范文6
一、玻璃作为化妆品包装材料的优缺点及应用
玻璃作为传统的包装材料,其特点是: 光亮透明、化学稳定性好、不透气、易成型,但重量大,易破碎。玻璃包装容器的80 %~ 90 %是玻璃瓶、罐。通常采用钠钙玻璃瓶的密度为2.5 ~ 2. 6g/ cm3 ,脆性大、导热率低。采用金属离子着色剂可以制造成翠绿色、深绿色、浅青色、琥珀色等多种颜色的玻璃。
1. 玻璃包装容器的优点:
① 化学稳定性好,无毒无味,卫生清洁,对包装物无任何不良影响;
② 阻隔性好,能提供良好的保质条件;
③ 透明性好,内装物清晰可见;
④ 刚性好,不易变形;
⑤ 成型加工性好,可加工成多种型状;
⑥ 温度耐受性好,可高温杀菌,也可低温储藏;
⑦ 原料丰富,可回收重复使用,对环境无污染。
2. 玻璃包装容器的缺点及使用限制:
① 脆性大,易破碎;
② 重量大,运输费用高;
③ 加工时能耗大,对环境污染严重;
④ 印刷性能差。
使用限制:尽管玻璃瓶的化学稳定性好,不易与内装物发生反应,透明度高,可在原料中添加铁,钴、铬着色剂,生产出多种颜色的玻璃瓶;耐热性好且不易变形,抗压强度大、耐内压、密度大、有重量感、阻隔性、卫生性与保存性好、易于密封、开封后可再度紧封等,但与此同时,由于玻璃瓶的耐冲击性较差,易碎,灌装成本高,成型加工较复杂;品种单一,即便有较好的设计构思,由于技术和材料的限制也常常不能实现。因此限制了玻璃瓶的广泛应用。玻璃瓶常用于高档化妆品或一些特殊要求的化妆品的包装。
3.广泛应用
在化妆品包装方面,玻璃仍有相当重要的地位。特别是在高档化妆品包装,如高档香水的包装方面,玻璃瓶仍有很大的优势。采用轻量化工艺减少玻璃的壁厚,减轻重量,增加透明度和表面光洁度,对玻璃表面进行磨砂工艺处理、彩绘、彩印(可达7~8彩) 、雕刻等,可以提高玻璃瓶的附加值,使得采用这类工艺玻璃瓶包装的化妆品、香水等,不仅具有美容的使用功能,而且还有工艺装饰功能,典雅华贵,起到美化生活的作用。这是塑料瓶所无法比拟的。
二、塑料作为化妆品包装材料优缺点及应用
1. 塑料包装容器的优点:
① 力学性能好,重量轻,方便储运,便于携带使用;
② 阻透性,密封性好,透明度高;
③ 加工性能好,能够制造成各种规格大小的瓶、盖、薄膜、袋以及复合包装材料;
④装饰性着色和印刷性能好,药品标识、说明书、示签、条形码可以直接喷墨或印刷在塑料材料上,而且不会脱落;
⑤ 化学稳定性好,毒性弱,卫生,安全。
2. 塑料包装容器的缺点及使用限制:
①易带静电;
②表面容易污染;
③丢弃物会造成环境污染;
④回收处理较困难。
使用限制:对于一般化妆品如果能用塑料材料或复合材料替代玻璃容器进行包装的,常采用塑料容器和复合容器进行包装,然而对高档化妆品或易挥发、易散失香味的化妆品如香水等,一般还是采用玻璃瓶进行包装。
3. 广泛应用
针对不同类型的化妆品,所采用的包装材料有很大的区别。塑料瓶主要用于油剂类产品,如发油、发蜡、防晒油、浴油、按摩油等;乳剂类产品,如清洁霜、清洁奶液、润肤霜、营养霜、雪花膏、冷霜、发乳等;表面活性剂溶液类产品,如洗发香波、浴液等。其消费量占化妆品包装总消费量的40 %。随着农村化妆品市场的发展,塑料软包装的护肤、护发化妆品的市场前景看好,化妆品的小容量软包装将会有较快的发展。
三、国内外化妆品包装材料的应用及现状分析
化妆品包装材料主要是由玻璃、塑料、金属三种材料组成,近来世界各国对化妆品包装容器材料加工技术等方面进行了新的研究和开发,以达到追求新的造型,从而突出了商品的新颖与高雅的特点。
目前,玻璃在高档化妆品中包装领域中占有较大优势。其透明度和光洁度是塑料所不可比拟的。在专业线和香水市场方面,玻璃制造商对玻璃包装业的前景仍然感到很乐观。许多人认为,玻璃作为化妆品包装材料能更好地吸引顾客和表现商品的品牌、品位。然而,近年来,玻璃包装业在化妆品市场其增长率仅为2%,导致其增长过慢的原因是来自其它材料的竞争以及全球经济增长的迟缓。
1. 塑料将可能成为未来化妆品包装材料的主要发展趋势
化妆品包装市场一向以玻璃为主导,但是塑料的多样性及可塑性令塑料成为日渐流行的包装物料,市场需求将会大增。《世界化妆品包装2000―2005》指出,对于跨国的化妆品公司来说,包装是产品设计不可分割的组成部分,而塑料包装正获得青睐。
加之近年来中国的化妆品市场以年均15%的速度增长,年销售额达到近500亿元,到2005 年,包装制品的数量将增长至730 亿,其中塑料制品将占61 %。据预测,到2010年年销售额将达到800亿元。有关数据也表明,近年来塑料包装已占领化妆品八成以上的包装市场份额,成为化妆品最主要的包装容器。中低档普通的化妆品的包装大多用塑料瓶、塑料袋或塑料管所替代。玻璃瓶在化妆品包装容器中所占的比例不超过8%。
国际市场调查公司称,塑料获得青睬的原因在于,对于一系列沐浴产品来说,塑料较玻璃具有优势,塑料制品的多功能性可支持最终用户产品的日益多样性。
①塑料瓶品种繁多,功能各异
塑料瓶比重小,容易着色,可塑性强,可以制成各种造型的瓶型并且价格较低,适于大规模生产。为了增加塑料瓶的装饰效果,除了进行瓶体印刷之外,还可以在生产时加入着色材料进行着色处理,制成各种颜色的瓶子,还可以利用金属蒸染法、镀金法和热印花法进行表面装饰,以满足不同档次包装的需要。
用塑料瓶包装各种化妆水时,所采用的瓶型、颜色、透明度及各种装饰装潢变化很多。以突出产品的特点,促进销售。如采用透明的玻璃瓶进行包装时,一般只进行简单的线条印刷,以突出产品清澈透明的特点,来吸引消费者。采用各种颜色的塑料瓶包装时,一般采用瓶体印刷或粘贴标签的方式进行装饰装潢.来传达产品的信息。赢得消费者的亲睐。
随着新技术新产品的不断推陈出新,塑料材料及其复合材料在化妆品包装中的应用范围越来越大,包装容器尤其是塑料瓶的造型设计趋于多样化,塑料容器取得了从前只有玻璃才有的透明特性,使得塑料制品在化妆品包装市场上独树一帜。
a.透明的聚丙烯(CPP)塑料瓶
透明的聚丙烯(CPP)包装瓶的开发是近几年国内外塑料包装的热点.它与其他透明塑料树脂相比,CPP具有很好的光泽度和透明度,欣赏性强,颇受欢迎.
b.透明的聚PET塑料瓶
透明的聚PET塑料瓶如今已成为日化和化妆品厂家争相使用的包装容器.如纳爱斯、蓝月亮、开米以及屈臣氏等一些企业和品牌的沐浴露、护肤品、洗涤用品等都率先使用了PET材料的包装容器。PET经过拉伸吹塑成型工艺生产的高强度、高透明的塑料瓶,常用的容量范围可以从几十毫升到几升瓶;其优点是透明度和光泽度好,有很好的可塑性、耐冲击性和及尺寸稳定性,化学性能好,阻气性好,触感柔软。
C.PETG塑料瓶
PETG塑料瓶在化妆品和个人护理品包装方面有着良好的应用前景。它的突出优点在于:表面光泽、手感舒适、具有华丽的色彩和透明色调、耐化学性、抗冲击和韧性良好,经过抗UV处理,透明性依旧不变。而其易于加工、可回收使用及环保等性能,更符合了现代生产商家的要求。目前消费者对商品的外表包装要求越来越高,这就使化妆品包装设计显得越来越重要。要达到美观、质感良好及经久耐用, 对设计者提出了很高要求, 而PETG的良好加工性能使设计构思成为了可能。
d.纳米材料塑料瓶
在生产塑料容器的原料中添加一定比例的纳米材料,可改善塑料容器的化学性能,尤其是阻隔性、耐化学品的侵蚀性及抗紫外线等性能有了较大的提高,容器的韧性也得到了加强,同时可降低一定的成本,产品具有竞争性。如:聚酰胺6纳米塑料,它是高档包装膜材料;聚脂PET和PBT纳米塑料,具有阻燃性能,阻隔性较纯,代替价格昂贵的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂,符合食品包装要求,可直接用来吹制啤酒、化妆品的包装瓶。
e.抗菌塑瓶
开发包装用抗菌塑瓶能抑制容器容器表面细菌的产生。将无机金属(Ag)抗菌剂均匀分散在吹塑瓶中,经过改进吹塑工艺生产出的抗菌塑料容器,具有抗菌时效长、抗菌效果和抗菌光谱性好的特点。该产品经检测抗菌率在99%以上,产品很受市场欢迎。可广泛用于化妆品的包装。
f.玻璃聚合物塑瓶
玻璃聚合物材料具有水晶般透明的质感,几乎可以任意着色,加工工序比玻璃制品还少, 而且价格不高可极大地节省成本,其强度高且不易破碎,是一种安全的包装材料.
利用这种材料可生产出象玻璃制品那样壁厚度可变化的产品,同时还可保持清澈透明的特性,使人常常误认为就是玻璃包装。玻璃聚合物是真正唯一兼具透明性、可变化壁厚和耐化学药品要求的瓶用包装材料。
②塑料瓶应用范围广
就目前的状况来看,由于塑料质轻价廉,易形成规模生产,能够做成各种各样规格大小的.透明的、不透明的及各种颜色的瓶子,并且印刷性能很好,可以采用热转印、喷墨、印刷等方法把说明书、标识、条形码直接印制在容器表面,能更好的满足人们的需要。
a.塑料瓶规格的多样性满足了不同的消费层次。对于中低档的化妆品,为了满足不同的消费需求,包装容器的容量大小呈现出多样性,以方便消费者的选择。对于高档的化妆品采用小容量进行包装以满足低收入者的需求。
b.塑料用才的多样性满足了不同的产品包装的需求。普通的化妆品包装容器绝大部分取材于高密度聚乙烯HDPE,为了满足不同的产品包装的需求,塑料瓶选用的材料也日益丰富起来。
C.膜内贴标的技术的应用提高了包装的档次。该技术在国外应用已有相当长的一段时间了,它的出现给标签包装带来非常大的改革。与传统标签包装相比,它有着独特的优势:起到防伪作用;提高产品档次,标签颜色更鲜艳,手感光滑;简化了生产工艺过程,大大提高了生产效率;膜内贴标产品实用性强,损耗低,不会翘标,破损,兼具有防水、防油、耐酸碱、耐磨性能等。
d.新材料的开发利用满足了人们日益对化妆品包装的需求。
四、前景展望
化妆品的包装需要兼具保护性、功能性和装饰性,三位一体才是未来化妆品包装的发展方向。随着包装技术和数字化的逐渐应用,开发人士认为化妆品包装在未来发展趋势将主要表现在:保鲜包装、绿色包装、多层塑料复合技术、真空包装、胶囊包装上。这几种新颖的包装将使化妆品包装界既能有效地保护化妆品质量,又能满足豪华新颖的外观需要的产品。原因分析如下:
1.保鲜包装的化妆品会占据相当市场
由于厂家为适合顾客需要,生产不含防腐剂的产品,厂家将它们灌装在极小的容器中,顾客可以一次用完。例如许多品牌的精华素就是采用了这种包装方式,这种化妆品价格太高,不会成为市场的主流产品,但它是未来时尚,奢华生活方式的标志,因此会有稳定的消费者群。
2.绿色包装材料的开发设计
许多化装品厂家已经开始注重环保问题,采用在制造、使用的各阶段中均对环境和人体无害的清洁生产技术,把污染防治由末端的治理向生产过程转变。使用可生物降解和可再生利用的包装材料,减少过度包装,包装容器尽量循环利用。
在化妆品包装材料的选择上也加入了环保的考虑,考虑这些材料能否被回收利用,这符合日趋受到重视的环保意识。发展绿色包装,要考虑:重视包装材料的开发与替代,开发环保材料以替代传统材料;重视包装废弃物的回收和再利用;积极适应全球绿色消费时尚,并推动商品包装朝“绿色包装”发展。比如真空镀铝纸因其易于印刷,能印刷透明的多彩油墨,能透出高贵富丽的金属光泽,同时给人以一种心理暗示:用了这种化妆品后自己也能光彩照人。此外,真空镀铝纸易于进行镭射全息处理,具有很好的防伪作用,可根据不同化妆品的需要在外包装上印上闪光的镭射LOCO或特定的漂亮图案,既美观新鲜又易于辨认,也使假冒伪劣产品望而却步。
3.多层塑料复合技术
共挤出工艺是一种生产多层塑料制品的加工技术,今天它已成为生产复合塑料制品的主要技术。它能使多种不同种类的塑料复合在一起,一次成塑出来,可以选择任何可想象的色彩以及设计出各市容器。有了多层成塑技术,塑料包装一方面能完全隔绝光、空气,避免护肤品氧化,另一方面通过糅合不同种类的物质,在外观上获得了奇妙的视觉效果和独特的手感,提高了软管的可曲折性。
4.真空包装悄然兴起
真空包装可保护含有脂肪、松香油、维他命的护肤品,它具有保护性强、弹力恢复性高等优点。真空包装的另一个发展方向是突出功能性,这对于不那么复杂的容器十分重要,比如:真空喷铝纸,外观呈金属色,光亮、美丽,有哑光和亮光等品种,具有极好的柔韧性、稳定可靠的印刷性能及可降解、可回收的环保性,加上材料成本较低廉,高定量的喷铝纸板用在化装品上能提升商品的价值。
5.塑料瓶依旧占有重要地位
塑料容器的优势一直是重量轻、坚固和容易生产,通过化学家和塑料生产商的努力,塑料制品又取得了从前只有玻璃才有的透明特性,由于能让消费者清楚的看到内容物,因此消费者对透明容器的要求越来越广;另外在化妆品和个人护理品包装方面, PETG 也有着良好的应用前景,它的突出优点在于:表面光泽、手感舒适、具有华丽的色彩和透明色调、耐化学性、抗冲击和韧性良好,经过抗UV处理,透明性依旧不变,而其易于加工、可回收使用及环保等性能,更符合了现代生产商家的要求。
五、总结