十大高新技术产业与石油化工的产业链关系图

国家发展改革委员会和科学技术部共同发布的、引导高新技术产业发展的指导性文件当前优先发展的高技术产业化重点领域指南以下简称指南,确定了当前应优先发展的电子信息、生物及医药、新型材料、先进制造、先进能源、先进环保和资源综合利用、航空航天、现代农业、现代交通以及建筑和包装等高技术产业。如何按照国家的产业政策导向,依托大庆的石油和石化优势,通过发展项目,形成特色主导产业,促进高新技术产业和我市经济全面发展,是大庆二次创业的关键问题。

材料技术是高新技术产业发展的基石,在指南中石油和石化实质上包含在新型材料领域化工新型材料,通过石化产业向下游深度延伸至其他产业上游,也就是为其他产业提供原材料如图1所示,这样不仅促进其他产业的发展,而且提高石化产业的效益,因为越向下游发展,技术含量越高,附加值越高。本文剖析了十大高新技术产业与石油化工的产业链关系,希望对大庆高新技术产业的发展提供一些帮助和参考。

1.电子信息

从通讯、电子信息设备的外壳到内芯元器件,再到传输介质导线、电缆、光缆都离不开聚合物和聚合物基复合材料。

计算机、家用电器、办公设备、商用设备、通讯设备以及各种电器元件的壳体、内胆、结构和支撑件都是由聚合物材料或聚合物基复合材料制成的。聚合物也是应用广泛的电磁屏蔽、电子隐身和制造雷达天馈线的材料。

电子信息行业广泛应用的多层印刷电路板是典型的聚合物基层压复合材料,它是用纤维增强树脂如环氧树脂等和铜箔层压复合而成。集成电路制造中必需的光刻胶、电子封装材料都是聚合物材料。用于录音机、录像机和计算机的录音像带、磁盘和光盘等的存储元件,是将粉末磁性材料均匀涂抹或将视频和音频信号转移到塑料基材表面上制成的信息记录产品。

聚酰亚胺是制造液晶显示取向膜、负性相补偿膜、ITO底板等液晶显示器元件必不可少的原材料。随着塑料半导体技术发展得越来越成熟,塑料不仅制作电子产品的外壳,逐渐向电子产品的内芯延伸。从奥地利科学家首次采用聚苯乙烯等塑料制造成功的太阳能电池,到荷兰飞利浦公司推出的轻薄柔软的塑料计算机显示屏,再到IBM科学家一直在研究的利用有机材料与无机物的混合物来研制晶体管等,塑料半导体已逐渐深入到计算机、能源、电子产品等多个领域。塑料一直被认为是绝缘体,随着导电塑料的发明和利用,使塑料芯片逐步代替硅芯片成为可能,塑料芯片的价格仅为硅芯片的1%~10%,因极具市场竞争力而将成为未来极有发展潜力的新一代芯片。据预测,到2004年,全球塑料芯片行业的平均销售额将达到100亿美元。目前已有多家IT业巨头宣布成立塑料芯片的专门研发机构,例如IBM、朗讯、三菱、日立、施乐、飞利浦和Hoechet等公司。

有机高分子磁体OPM制造的移动通讯天线、功率分配合成器、脉冲振荡器、混频器、滤波器等电子器件已在通讯领域获得应用。通讯传输介质电缆和光缆的皮层和护套都是聚合物材料,以聚甲基丙烯酸甲酯PMMA和聚苯乙烯PS为芯材、含氟聚合物为皮层的聚合物光导纤维已经使用。聚合物光纤比石英光纤柔韧性好,容易进行配列、粘结及研磨加工,适合于短距离传输,因而它有望取代目前接入网和入户中使用的带宽仅为几兆的双绞铜线和同轴电缆。中科院化学所已经建成聚合物光纤示范局域网,传输速率达100Mbs。

聚苯胺锂离子电池、聚吡咯和聚苯胺导电高分子电容器、聚苯亚乙烯高分子发光二极管、高分子晶体管、有机激光器等有机电子元器件正在逐步商业化。有机聚合物光折变材料具有加工容易、成本低、光折变因数高的优点,有机聚合物光折变器件在光存储、光计算、光通信器件和集成光学等领域应用前景广阔。

2.生物及医药

2.1生物医学高分子材料

生物医学材料是用于诊断、治疗、修复、替换人体组织、器官,或增进其功能的高技术新材料。目前普遍应用的生物医学材料主要有20种,其中医用高分子材料12种,金属材料4种,陶瓷材料2种,其他2种。利用现有的生物医学材料,已开发应用的医用植入体、人工器官、药物和生物活性物质控释载体

以及医用形状记忆材料等近300种。常用的医用高分子材料有:聚氯乙稀、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙稀-偏二氟乙烯共聚物、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚四氟乙烯和聚苯乙烯等,它们都是石化下游产品。

人口老龄化、中青年创伤增加、整形和美容的兴起、高新技术的注入等是生物医学材料产业持续发展的主要因素。生物医学材料具有很高的附加值,其每公斤达1200~150000美元,而建筑材料仅为0.1~1.2美元,宇航材料也仅100~1200美元。生物医学材料能够挽救人的生命,提高人的生存质量。由于生物医学材料的显著经济效益和社会效益,世界各国都很重视生物医学材料产业的发展,纷纷加大投入,进行科研开发和产业化经营,其将成为不亚于信息产业和汽车产业的新的支柱产业。

与国际市场上生物医学材料及制品的近300个品种相比,我国只能生产49个品种,产品大多数属中、低档,90%以上技术含量高的产品须进口,我国现代生物医学材料产业体系尚未形成。针对我国生物医学产业的发展现状,为了缩短与国际先进水平的差距,加快我国生物医学材料产业的发展,国家科技部出台了生物医学工程产业化行动纲要,作为九五医药三大工程之一,生物医学材料是生物医学工程产业化行动纲要中举足轻重的一部分,并且国家已将生物医学材料列为十五二零一五高技术产业化和科学发展规划的重点领域。

2.2生物芯片

生物芯片是将成千上万个与生命相关的信息分子集成到厘米见方的尼龙膜、玻璃片、硅胶晶片、微缩磁珠等载体上,从而达到一次试验同时检测多种疾病或分析多种生物样品的目的。生物芯片在基础研究、疾病诊断、医药开发、环境检测、农产品开发、法医学、人口健康检查等方面发挥重要作用。制造生物芯片的主要材料尼龙膜就是五大工程塑料之首。据财富预测,到2010年美国生物芯片的销售额可望突破400亿美元。

2.3生物工程

乳制品加工中的牛奶浓缩和乳清蛋白回收,豆制品加工中的植物蛋白回收,果汁的浓缩以及糖和酒的精制,酶如蛋白酶、淀粉酶、葡萄糖氧化酶等的精制,都离不开膜分离技术。膜酶反应器的出现,使贵重酶能多次反复使用并可连续化操作,降低生产成本,此装置也可用于细胞和单克隆体的培养。膜技术的关键是膜材料,大部分膜材料是聚合物材料。

此外,用于某些疾病诊断的生物传感器和分子开关也是由有机材料制成的。

3.航空航天

聚合物基复合材料也称纤维增强塑料,是目前技术比较成熟且应用广泛的一类复合材料,它是用短切或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体,以玻璃纤维作为增强相的聚合物基复合材料在世界范围内形成产业,在我国俗称玻璃钢。聚合物基复合材料是随着航空航天的需要而发展起来的,由于它具有比强度高、比刚度高、疲劳寿命长、损伤容限大、材料内阻尼高、可模压成型等优点,在航空航天领域的广泛应用,又推动了航空航天事业的发展。

由于聚合物基复合材料在制造机翼、尾翼、舱门、方向舵、减速板、机身蒙皮、仪表盖板和环控系统、整流罩、雷达罩、直升机螺旋桨等飞机部件的应用,显著降低飞机的重量和生产成本,减少零部件数目,提高飞机性能和使用寿命。例如,金属螺旋桨桨叶的寿命一般不超过3000小时,而复合材料桨叶的寿命可达10000小时以上,甚至无限寿命。波音360直升机是世界上

第一架全复合材料除发动机外的大型直升机,最新的波音777客机的复合材料用量达10吨。空中客车公司A310的复合材料原来达6吨以上,它还是第一架在主结构上采用复合材料并取得适航合格证的客机。美国星舟公务机是世界上第一架通过适航认证的全复合材料飞机。

目前聚酯玻璃钢和环氧玻璃钢雷达罩在地面、车载、舰载雷达的应用取得明显的社会效益和巨大的经济效益。

用碳碳复合材料制造导弹弹头解决了弹头烧损问题。固体火箭发动机主要由复合材料制成,第一、二、三代燃烧室壳体分别由玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤它们的强度和模量依次增加维增强树脂复合材料制造,壳体内的绝热材料为芳纶纤维增强橡胶复合材料,喷管材料为碳碳、碳酚醛等复合材料或热解石墨。