陶瓷膜行業(yè)膜材料的創(chuàng)新發(fā)展

陶瓷膜行業(yè)膜材料的創(chuàng)新發(fā)展陶瓷膜行業(yè)膜材料的創(chuàng)新發(fā)展實現(xiàn)陶瓷膜材料的低成本化生產(chǎn)，解決制約陶瓷膜推廣應用的成本經(jīng)濟性問題；進一步提高陶瓷膜材料的分離精度及分離穩(wěn)定性，使其在液體分離領域?qū)崿F(xiàn)納濾級別的連續(xù)高效運行；實現(xiàn)對陶瓷膜表面性質(zhì)的調(diào)控，通過改變其表面親疏水性及荷電性、生物兼容性等拓展陶瓷膜的應用領域。膜材料醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析據(jù)中國市場調(diào)查網(wǎng)發(fā)布的《2019-2024年中國膜材料全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展及市場投資監(jiān)測報告》醫(yī)療行業(yè)膜材料按照材料的不同可分為功能性膜材料和選擇性膜材料兩大類，其中功能性膜材料主要應用在醫(yī)用包裝領域，選擇性膜材料應用在醫(yī)療器械領域。醫(yī)療行業(yè)膜材料上游為聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等高分子樹脂、切片供應商，下游為醫(yī)藥包裝企業(yè)和人工腎、人工肺等醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)。（一）選擇性膜材料具有選擇滲透的分離膜，在醫(yī)療領域有著重要的應用。相對與水處理膜材料，盡管醫(yī)用膜材料的規(guī)模比較小，但是附加值高，涉及到制藥、細胞分離、人工臟器等醫(yī)療行業(yè)的眾多方面?，F(xiàn)代醫(yī)學領域已臨床應用的物質(zhì)分離膜，主要有人工臟器用的血液透析膜、血液過濾膜，血漿交換用的血漿分離膜和人工肺用膜等。醫(yī)用膜材料常分為人工腎用和人工肺用兩類。人工腎用膜材料主要有銅氨法再生纖維素、皂化醋酸纖維素、醋酸纖維素、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚碳酸脂、聚砜，以及聚乙烯、聚丙烯等。人工肺用膜材料主要是硅橡膠，其氧氣、二氧化碳透過性好，但其斷裂強度低。用白炭黑、聚乙烯，聚酰胺、玻璃纖維增強的硅橡膠膜，其機械強度和透過性均有提高。（二）功能性膜材料醫(yī)藥包裝是醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，在發(fā)達國家，醫(yī)藥包裝占藥品價值的30%，而在我國只有10%。在醫(yī)藥包裝產(chǎn)品之中，醫(yī)用塑料包裝薄膜是重要組成部分，其用途十分廣泛，不僅可用于片劑、粉劑、顆粒狀藥品包裝，也可用于膏狀、液體以及藥品紙盒包裝的內(nèi)襯以及醫(yī)療器械等的包裝。而高阻隔膜包裝屬環(huán)保塑料醫(yī)藥包裝材料，尤其在輸液包裝領域，因其不使用粘合劑，由多層聚烯烴材料同時熔融交聯(lián)共擠出，既消除了粘合劑帶來的不穩(wěn)定性，同時又提升了膜材的性能，使其更安全、有效。膜技術在水處理領域使用率不斷上升隨著膜法水處理應用技術水平不斷提高，系列化應用工藝逐步成熟，系統(tǒng)的高可靠性以及出水水質(zhì)好，總體投資與運營費用相對下降，尤其是隨著我國對水資源保護的日益重視，膜法水處理技術受到國家大力推廣。在國家的支持和引導下我國陶瓷膜產(chǎn)業(yè)將快速發(fā)展，膜技術在水處理領域的使用率不斷上升。無機陶瓷膜未來行業(yè)發(fā)展前景無機陶瓷膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無機高分子材料，是以氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）和氧化鈦（TiO2）等粉體為原材料，采用特殊工藝制備而形成的薄膜材料。無機陶瓷膜是高性能膜材料的重要組成部分，也是國家重點大力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，近年來，隨著國家政策持續(xù)利好，以及相關技術不斷突破，我國無機陶瓷膜市場規(guī)模逐漸擴大。無機陶瓷膜優(yōu)勢突出，具有耐高溫、化學穩(wěn)定性好、機械強度高、使用壽命長、抗微生物能力強等特點，在化工、食品、醫(yī)藥、生物制品以及污水處理等領域應用廣泛。近年來，得益于市場需求不斷釋放，全球無機陶瓷膜市場發(fā)展態(tài)勢較好，2019年，全球無機陶瓷膜行業(yè)市場規(guī)模接近5．2億美元。與歐美等發(fā)達國家相比，我國無機陶瓷膜行業(yè)研究和應用起步較晚，受技術、資金等因素限制，早期我國無機陶瓷膜企業(yè)的競爭優(yōu)勢不足，國內(nèi)市場由外資企業(yè)占據(jù)主導。后隨著國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)能力提升，以及國家扶持力度加大，我國無機陶瓷膜行業(yè)取得了一定的成就，本土企業(yè)憑借價格優(yōu)勢、本土優(yōu)勢、渠道優(yōu)勢等搶占國內(nèi)無機陶瓷膜市場份額，在此背景下，無機陶瓷膜開始逐步實現(xiàn)。2019年，我國無機陶瓷膜市場規(guī)模達到5．8億元，行業(yè)產(chǎn)能接近13．4萬平方米，同比增加12．9%。從產(chǎn)能分布來看，我國無機陶瓷膜產(chǎn)能主要集中在長三角、珠三角以及環(huán)渤海等地區(qū)，三大地區(qū)合計產(chǎn)能占比達到62．4%，由此來看，我國無機陶瓷膜產(chǎn)能較為集中。從細分市場來看，根據(jù)孔徑不同，無機陶瓷膜可分為微濾膜、超濾膜和納濾膜三大類，目前微濾膜、超濾膜的生產(chǎn)和應用較為成熟，相比之下，納濾膜在無機陶瓷膜市場的占比較小。納濾膜的分離精度更高，未來隨著相關技術不斷突破，以及市場需求升級，納濾膜市場發(fā)展前景較好。無機陶瓷膜是高性能膜材料的重要組成部分，近年來，隨著國家政策持續(xù)利好，以及相關技術不斷突破，我國無機陶瓷膜行業(yè)發(fā)展態(tài)勢較好。經(jīng)過多年發(fā)展，我國無機陶瓷膜基本實現(xiàn)了，但與國際先進企業(yè)相比，我國無機陶瓷膜企業(yè)仍存在一定的發(fā)展空間。陶瓷膜行業(yè)企業(yè)格局國外陶瓷膜技術發(fā)展較早且較為成熟，因此在我國陶瓷膜行業(yè)發(fā)展初期，國外先進企業(yè)憑借其技術和產(chǎn)品優(yōu)勢，在我國陶瓷膜市場占據(jù)了壟斷地位。隨著國內(nèi)陶瓷膜技術的發(fā)展，國內(nèi)領先企業(yè)憑借價格競爭力、產(chǎn)品適用性及全過程服務等優(yōu)勢開始逐步實現(xiàn)進口替代，市場份額不斷提升，已在國內(nèi)陶瓷膜市場占據(jù)主導地位。由于陶瓷膜具有較高的技術門檻和市場壁壘，目前國內(nèi)能夠從事以陶瓷膜為核心的膜集成技術整體解決方案全過程業(yè)務的企業(yè)仍較少，多數(shù)企業(yè)的業(yè)務范圍僅限于采購陶瓷膜材料及組件進行成套設備加工和工程安裝，僅有極少數(shù)企業(yè)具備自主研發(fā)、設計、生產(chǎn)陶瓷膜材料、膜組件與成套設備并以此為基礎向客戶提供膜集成技術整體解決方案的完整業(yè)務體系。因此市場份額主要集中在久吾高科等少數(shù)公司。主要國家和地區(qū)發(fā)展狀況（一）美國美國在膜材料研究方面起步較早，在高性能分離膜領域發(fā)展較為成熟，尤其是在反滲透膜領域逐漸形成壟斷局勢，在氣體分離膜和液膜方面也處于全球領先地位。美國在高性能分離膜領域的代表型企業(yè)有覆蓋面較大的陶氏公司、科氏濾膜系統(tǒng)等，而專注于氣體分離膜的公司有AirProductsandChemicals公司、MembraneTechnology&Research公司等。美國在能源隔膜材料領域發(fā)展也較為成熟。其中，美國埃克森美孚在隔膜材料所需的聚烯烴（聚丙烯、聚乙烯等）產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝研發(fā)及產(chǎn)品銷售方面處于領先地位，是全球最大的聚烯烴產(chǎn)品供應商，這為其旗下的東燃化學鋰離子電池隔膜材料產(chǎn)品的品質(zhì)提供了可靠的保證。（二）日本日本的膜材料產(chǎn)品主要用于海水淡化、家庭凈化水、海水制鹽、醫(yī)學等用途，是世界各國中膜材料技術的推廣應用方面做得最好的國家。日本政府各有關部門十分重視分離膜材料及其應用技術的研究，先后組織了一系列國家攻關項目并給予經(jīng)常性的經(jīng)費支持。而日本膜材料生產(chǎn)企業(yè)較多，且產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展比較完善，生產(chǎn)工藝比較先進。除此之外，日本膜材料產(chǎn)業(yè)還具有以下特點：（1）產(chǎn)業(yè)領域?qū)?，微濾、超濾、反滲透、氣體分離基滲透氣化等膜材料種類齊全；（2）產(chǎn)品系列化和專用化強，生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)用戶的需要，開發(fā)各種不同類型的膜材料和不同系列的膜材料組件；（3）注重利用公司以往的技術積累，發(fā)揮自己的技術優(yōu)勢。在高性能分離膜領域，日本企業(yè)生產(chǎn)技術也比較成熟，其中產(chǎn)品覆蓋較全面的公司有日東電工株式會社、東麗株式會社等，另外還有偏向氣體分離的宇部興產(chǎn)株式會社、專注于超濾微濾的旭化成株式會社。2017年10月18日，旭化成的水處理用中空纖維過濾膜Microza?被科威特市近郊的反滲透膜法海水淡化裝置多哈Phase1作為預處理膜采用。（三）歐洲歐洲對膜材料的研究覆蓋了膜材料學領域的所有方面，在滲透汽化、超濾、膜催化和膜反應器以及一些膜過程傳質(zhì)機理方面，一直處于世界前列。其中，德國在人工腎方面與日本同處于世界領先地位，而法國在無機膜的研究方面技術較為先進，意大利、比利時和荷蘭等國的膜材料技術水平也比較高。在高性能分離膜領域，較為領先的企業(yè)有法國蘇伊士環(huán)境集團、德國邁納德公司、德國OSMOMembraneSystemsGmbH，以及以水通道蛋白和正滲透為主要特色的丹麥AquaporinA/S、專注于無機膜研發(fā)的法國TAMIIndustries、較早進行均相電滲析膜和雙極膜研發(fā)生產(chǎn)的德國Fumatech公司等。陶瓷膜簡介陶瓷膜（ceramicmembrane）又稱無機陶瓷膜，是以無機陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而形成的非對稱膜。陶瓷膜分為管式陶瓷膜和平板陶瓷膜兩種。請注意，CT膜并非陶瓷膜的別名，該稱謂實為非專業(yè)人士對陶瓷膜英文簡稱的一種錯誤表述。管式陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動，小分子物質(zhì)（或液體）透過膜，大分子物質(zhì)（或固體）被膜截留，從而達到分離、濃縮、純化和環(huán)保等目的。平板陶瓷膜板面密布微孔，根據(jù)在一定的膜孔徑范圍內(nèi)，滲透的物質(zhì)分子直徑不同則滲透率不同，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，膜為過濾介質(zhì)，在一定壓力作用下，當料液流過膜表面時，只允許水、無機鹽、小分子物質(zhì)透過膜，而阻止水中的懸浮物、膠和微生物等大分子物質(zhì)通過。陶瓷膜具有分離效率高、效果穩(wěn)定、化學穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐有機溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機械強度高、再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護簡便、使用壽命長等眾多優(yōu)勢，已經(jīng)成功應用于食品、飲料、植（藥）物深加工、生物醫(yī)藥、發(fā)酵、精細化工等眾多領域，可用于工藝過程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽等。陶瓷膜各細分領域具體應用情況與前景2010-2012年，合計安裝了約2萬平方米，行業(yè)普及率超過60%，預計2016-2018年氨基酸行業(yè)新增產(chǎn)能和傳統(tǒng)