高分子材料化学助剂专题报告

高分子材料化学助剂专题报告

建设空间环境与物质作用模拟装置，支撑近地空间环境与材料、元器件、结构、系统及生物体作用规律研究；探索预研空间微重力科学实验设施、南极气球站和引力波研究设施的建设，揭示空间微重力环境物质运动规律，提升我国深空探测、空间基础物理、空间利用等方面的研究能力。建成重大工程材料服役安全研究评价设施，支撑不同尺度及跨尺度的结构性能研究；探索预研超快光谱界面反应检测装置、极端和工业特殊服役环境模拟装置建设，支撑材料服役行为和规律研究；结合高能同步辐射光源，适时启动综合工程环境在线装置建设，支撑真实环境下工程材料实时、原位研究。工程技术科学领域瞄准未来信息技术发展的基础和前沿、岩土地质体的动力特性及地质灾害过程等工程技术中的重大科技问题，以产生变革性技术为主要目标，以信息技术、岩土工程和空气动力学为研究重点，探索和逐步推进相关设施建设，为保障国家重点任务的实施、引领未来产业发展提供基础支撑。（一）信息技术方面建设未来网络研究设施，解决未来网络和信息系统发展的科学技术问题，为未来网络技术发展提供试验验证支撑；适时启动新一代授时系统建设，支撑超精密时间频率技术开发，逐步形成高精度卫星授时系统和高精度地基授时系统共同发展的格局。（二）岩土工程方面适时启动超重力模拟研究设施建设，揭示复杂岩土地质体的动力特性；探索预研大型地震模拟研究设施建设，开展地震动输入和工程地震灾害模拟研究；探索预研深部岩土工程研究设施建设，揭示深部岩体的力学特征。（三）空气动力学方面建成多功能结冰风洞，支撑不同冰型和冰积累过程对飞行器空气动力特性的影响等研究；建设大型低速风洞，支撑气动噪声、流动分离与涡旋运动、流动控制、流固耦合、电磁空气动力学等研究；适时启动大型跨声速风洞、低温高雷诺数风洞、先进航空发动机研究设施建设，为我国航空航天、高速铁路建设等提供必要的研究试验手段。高分子材料化学助剂行业发展前景作为高分子材料性能表达的关键性成分，高分子材料化学助剂行业与高分子材料行业的发展息息相关，高分子材料助剂行业处于产业链的中间环节，下游塑料、合成纤维、胶黏剂等高分子材料的发展将直接带动高分子材料化学助剂行业的发展。（一）全球高分子材料防老化助剂下游行业市场前景广阔在全球经济稳步增长及材料应用领域不断扩展的背景下，高分子材料市场规模稳健增长。目前塑料是使用量最大的高分子材料，广泛用于信息、能源、工业、农业、交通运输等各经济领域；化纤制品广泛用于服饰、医疗、农业、建筑、包装等领域；涂料制品广泛用于住房、建筑、汽车、家具等领域。根据泛欧塑料工业协会（PlasticEurope）及MarketsandMarkets发布的相关数据，2020年塑料制品市场规模约为4，683亿美元，至2025年市场规模将达到5，961亿美元，年均复合增长率4．94%；2020年涂料市场规模约为1，472亿美元，至2025年市场规模将达到1，794亿美元，年均复合增长率为4．0%。根据Statista和Eurostat发布的相关数据，2019年全球合成纤维产量将达到7，000万吨，自2010以来年均复合增长率为4．4%。高分子材料行业的发展也带动了高分子材料助剂行业的不断发展，同时，市场对于高分子材料的各方面性能要求的不断丰富和提升，使得对于包括防老化助剂在内的高分子材料化学助剂的产品需求、性能需求、创新需求呈现出多样化、复合化、多功能化、系列化、环保化的趋势，从而为高分子材料助剂行业带来了广阔的发展空间。（二）我国已成为全球高分子材料市场的增长重心我国作为当前及未来化工领域的主要投入和消费市场，防老化助剂行业需求增长将高于全球增速。根据国家统计局或行业协会统计数据，2021年我国塑料制品年产量为8，004．0万吨，自2011年以来年均复合增长率为3．87%；2021年合成纤维年产量6，152．4万吨，自2011年以来年均复合增长率为7．11%；2020年我国涂料年产量2，459．10万吨，自2011年以来年均复合增长率为9．58%；2021年我国合成橡胶年产量811．7万吨，自2011年以来年均复合增长率为8．81%；2020年我国胶黏剂产量718万吨，自2011年以来年均复合增长率为3．73%。（三）防老化助剂行业呈现出从发达国家向发展中国家转移的态势高分子材料化学助剂产业具有技术密集型和资金密集型的特征，我国行业发展和应用起步晚于发达国家和地区，如欧美、日韩等。随着以中国为代表的发展中国家技术水平的提高，基础设施条件、生活品质的改善，行业呈现出从发达国家向发展中国家尤其是中国转移的态势。经过多年的发展，我国高分子材料化学助剂产业已初成规模，在区域上形成了长三角地区、环渤海地区、珠三角地区等产业优势集群，其中又在长三角地区中的苏北地区形成了具有一定规模的产业密集区。良好的市场前景促使Basf（巴斯夫）、Clariant（科莱恩）等国际高分子材料巨头纷纷将高分子材料产能向中国扩张或转移，进一步促进了中国高分子材料化学助剂的需求增长。全球高分子材料市场广阔，带动了防老化助剂市场的发展。随着市场竞争的日益加剧，关键中间体将在各家厂商的竞争过程中起到越来越重要的作用。一方面拥有关键中间体生产能力，有助于企业向产业链上游延伸，有助于提升产品议价能力和产品利润率，提高企业在产业链中的地位；另一方面部分关键中间体用途广泛，还可作为其他产品的原材料，如四甲基哌啶醇、三丙酮胺可以用于生产电解质、阻聚剂等，癸二酸二甲酯的下游产品可作为塑料、耐寒橡胶的增塑剂，也可用于生产聚酰胺、聚氨酯、合成润滑油、香料、涂料等。综上所述，下游高分子材料的庞大规模为光稳定剂等助剂带来了稳定的市场需求。同时，随着高分子材料规模的持续增加，以及性能需求不断提高，作为防老化必备的光稳定剂等化学助剂亦将具有广阔的市场前景。空间和天文科学领域以揭示宇宙奥秘和解释物质运动规律为目标，面向宇宙天体起源及演化、太阳活动及对地球的影响、空间环境与物质作用等方向，按宇宙、星系、太阳系等不同空间尺度布局设施建设，提升我国天文观测研究能力、空间天气和灾害应对能力以及空间科学实验基础能力。（一）宇宙和天体物理方面建成大口径射电望远镜，为宇宙大尺度结构及物理规律研究提供支撑；建设中国南极天文台，支撑暗物质、暗能量、宇宙起源、天体起源等前沿研究；探索预研先进多波段天文观测设施建设，逐步形成比较完善的天文观测及数据应用系统。（二）太阳及日地空间观测方面建成空间环境地基监测网，揭示近地空间环境的时间和空间变化规律，并逐步形成覆盖更多重要区域的空间环境监测、预警能力；适时启动大型太阳观测研究设施建设，支撑太阳、行星际、磁层、电离层和中高层大气变化过程和规律研究，深化太阳变化及其对地球和人类影响的认识。（三）空间环境物质研究方面建设空间环境与物质作用模拟装置，支撑近地空间环境与材料、元器件、结构、系统及生物体作用规律研究；探索预研空间微重力科学实验设施、南极气球站和引力波研究设施的建设，揭示空间微重力环境物质运动规律，提升我国深空探测、空间基础物理、空间利用等方面的研究能力。高分子材料行业概述高分子材料亦称为聚合物材料，按照来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料均由生物体内生成，包括天然橡胶、纤维素、蚕丝等。合成高分子材料是指用结构和相对分子质量已知的单体为原料，经过一定的聚合反应得到的聚合物，包括塑料、化学纤维、胶黏剂、涂料、合成橡胶五大基础类材料，以及其他高分子复合材料。随着现代材料科技的发展，高分子材料通常指合成高分子材料。高分子材料与金属材料、无机非金属材料等已成为国民经济建设与日常生活所必不可少的基础材料，是现代工业体系建立和运行的重要基础。由于高分子材料普遍表现出老化速度快、机械强度差、耐热性低等缺点，为改善高分子材料的性能，高分子材料化学助剂行业应运而生，并得到了快速的发展。（一）高分子材料化学助剂概况高分子材料化学助剂是指为改善高分子材料加工性能、改进物理机械性能或赋予高分子材料某种特有应用性能而加入目标高分子材料体系中的各种辅助物质，通常又被称为化学助剂、聚合物助剂、高分子材料助剂等。高分子材料化学助剂按照基础材料的不同，可分为塑料助剂、化学纤维助剂、胶黏剂助剂、涂料助剂、橡胶助剂等细分行业。（二）高分子材料防老化助剂行业概况高分子材料防老化助剂是一种能够改善高分子材料的原有性能，能够抑制或减弱高分子材料因光、热等引发的氧化降解的化学助剂，主要分为光稳定剂和抗氧剂两大类别。光稳定剂是一种能够抑制或减弱光照对高分子材料的降解作用，提高高分子材料耐光性的化学物质，其通常可以与抗氧剂协同使用，以更好的抑制高分子材料的光氧化降解。光稳定剂通常按照作用机理可以分为自由基捕获剂（主要为受阻胺光稳定剂HALS）、紫外线吸收剂（UVA）、猝灭剂等。抗氧剂是指能够抑制或延缓大气中氧或臭氧对高分子材料的氧化降解，从而阻止材料老化并延长使用寿命的化学物质。抗氧剂可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中，主抗氧剂可以消除树脂体系内的自由基，主要是芳香胺和受阻酚类化合物及其衍生物；辅助抗氧剂能够及时分解树脂体系内的氢过氧化物，主要是含磷和含硫的有机化合物。高效低碳燃气轮机试验装置围绕化石燃料高效转化和洁净利用中的气体动力学、燃烧科学和传热传质问题，为实现高压比、高透平温度、高效和近零排放等目标，建设高效低碳燃气轮机试验装置，主要包括：压气机、燃烧室和高温透平的全温、全压、全流量、全尺寸的大型试验装置研究系统，以及精细和高精度测试系统。该设施建成后，将为我国燃气轮机部件和系统特性研究提供研发手段，为化石能源持续和低碳发展提供基础支撑。未来网络试验设施三网融合、云计算和物联网发展对现有互联网的可扩展性、安全性、移动性、能耗和服务质量都提出了巨大挑战，基于TCP/IP协议的互联网依靠增加带宽和渐进式改进已经无法满足未来发展的需求。为突破未来网络基础理论和支撑新一代互联网实验，建设未来网络试验设施，主要包括：原创性网络设备系统，资源监控管理系统，涵盖云计算服务、物联网应用、空间信息网络仿真、网络信息安全、高性能集成电路验证以及量子通信网络等开放式网络试验系统。该设施建成后，网络覆盖规模超过10个城市，支撑不少于128个异构网络并行实验，将为空间网络、光网络和量子网络研究提供必要的实验验证条件。高分子材料化学助剂行业技术发展趋势随着全球产业升级及经济发展，市场对包括防老化助剂在内的高分子材料化学助剂的产品需求、性能需求、创新需求呈现出多样化、复合化、多功能化、系列化、环保化的趋势。（一）高分子材料化学助剂多样化趋势多样化趋势主要体现在化学助剂品种的丰富和应用范围的扩大。高分子材料助剂的核心结构对其功能性的发挥有着决定性影响，但为了更好地满足高分子材料的加工条件及使用环境，围绕核心结构进行多重的结构修饰，相关序列产品日益丰富。此外，随着技术研究的深入和化学工业水平的进步，新型高效的核心结构不断涌出，加速了高分子材料助剂的更新迭代，使助剂应用场景与用途愈加多样化。（二）高分子材料化学助剂复合化趋势每种高分子材料助剂都有其自身的化学性质和作用机理，合理的搭配可实现助剂间的协同作用，效果远高于助剂简单叠加的效果。如使用受阻胺光稳定剂与紫外线吸收剂复配，利用两种不同防老化助剂之间的协同效应，可以大幅增加高分子材料防光氧老化的能力。同时，研究不同助剂的化学性质及其作用机理，可避免不同助剂的对冲作用，防止造成相互性能削减，降低材料整体的使用价值。（三）高分子材料化学助剂多功能趋势化学助剂的功能是由其相应的官能团结构决定的，将不同作用机制和不同作用效果的官能团融合到一个分子中，可以使化学助剂的效果更加高效和多样。如在受阻胺光稳定剂结构中引入抗氧剂受阻酚结构可以使其同时具备抗光、热氧化的作用；引入紫外线吸收剂的官能团则可更好地发挥分子间协同作用，多方面发挥光稳定效用。（四）高分子材料化学助剂系列化趋势系列化趋势主要体现为同一系列助剂产品的多样化，是行业发展精细化、集约化的表现。一方面，为了满足高分子材料更高层次的要求或满足新的应用领域需求，同一类助剂需要针对不同应用场景进行特殊结构设计和定制；另一方面，复配助剂的配方设计具有很强灵活性，可根据高分子材料应用领域，应用场景的不同，给出不同配方体系；除此之外，每种产品还有不同的表现形态，如粉末状、颗粒状、液态或乳液形态，可以满足下游不同应用场景的需求。（五）高分子材料化学助剂环保化趋势环保化趋势主要体现在随着可持续发展意识的深入和环保执法的日益严格，高分子材料化学助剂行业对生产环节和产品特性都提出了更高的要求。一方面要逐步提高生产环节的清洁工艺，满足节能减排等要求，实现绿色生产；另一方面要逐步提高化学助剂产品使用过程中环境友好性的要求，因此，研究和开发更多新型环境友好无毒的化学助剂已成为必然趋势。高海拔宇宙线观测站宇宙线起源一直是物理学最大的谜团之一。我国在高海拔宇宙线观测研究方面具有长期积累和深厚基础，台址条件具有特殊地理优势，适合建设由多个性能先进的探测系统组成的多参数宇宙线复合观测站。围绕推动国际甚高能伽马天文研究迈入大统计量新时代的科学目标，建设大型高海拔空气簇射宇宙线观测站，主要包括：100万平方米探测阵列，9万平方米伽马射线巡天望远镜，24台广角契伦科夫望远镜，0．5万平方米芯探测器阵列。该设施建成后，将集高灵敏度、大视场、全时段扫描搜索伽马射线源、伽马射线强度空间分布和精确能谱测量等多功能为一体，成为具有国际竞争力的宇宙线研究中心。总体部署未来20年，瞄准科技前沿研究和国家重大战略需求，根据重大科技基础设施发展的国际趋势和国内基础，以能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、