功能材料发展趋势

功能材料发展趋势（共6篇）

篇1：功能材料发展趋势

功能材料的发展方向与趋势

功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。

功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 %。我国高技术(863)计划、国家重大基础研究[973]计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域70%比例），并取得了大量研究成果。

鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的 比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中, 都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。新型功能材料国外发展现状

当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中，发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及重要手段。

超导材料 以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像（NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用；SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用，其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是，由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦系统中使用，因而严重地限制了低温超导应用的发展。

高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，把超导应用温度从液氦（4.2K）提高到液氮温区。同液氦相比，液氮是一种非常经济的冷媒，并且具有较高的热容量，给工程应用带来了极大的方便。另外，高温超导体都具有相当高的上临界场，能够用来产生20T以上的强磁场，这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力，吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备，对高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系，在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题，这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段，如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体，其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体方面取得了重要进展。

生物医用材料 作为高技术重要组成部分的生物医用材料已进入一个快速发展的新阶段，其市场销售额正以每年16%的速度递增，预计20年内，生物医用材料所占的份额将赶上药物市场，成为一个支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是医用高分子材料的重要方向；医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物复合材料和功能性生物复合材料，带有治疗功能的HA研究也十分活跃。

能源材料 太阳能电池材料是新能源材料研究开发的热点，IBM公司研制的多层复合太阳能电池，转换率高达40%。美国能源部在全部氢能研究经费中，大约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究十分活跃，关键是电池材料，如固体电解质薄膜和电池阴极材料，还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等，都是目前研究的热点。

生态环境材料 生态环境材料是20世纪90年代在国际高技术新材料研究中形成的一个新领域，其研究开发在日、美、德等发达国家十分活跃，主要研究方向是：①直接面临的与环境问题相关的材料技术，例如，生物可降解材料技术，CO 2 气体的固化技术，SOx、NOx催化转化技术、废物的再资源化技术，环境污染修复技术，材料制备加工中的洁净技术以及节省资源、节省能源的技术；②开发能使经济可持续发展的环境协调性材料，如仿生材料、环境保护材料、氟里昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等；③材料的环境协调性评价。

智能材料 智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破，如英国宇航公司在导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间，仅为10分钟；在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。国内功能材料发展的现状和差距

我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。镍氢电池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平，推动了镍氢电池的产业化；功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，以片式电子组件为目标，我国在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化，使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列； 高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展，在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权； 功能材料还在“两弹一星”、“四大作出了举足轻重的贡献。

目前世界各国功能材料的研究极为活跃，充满了机遇和挑战，新技术、新专利层出不穷。发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断，并试图占领中国广阔的市场，这种态势已引起我国的高度重视。近年来，我国在新型稀土永磁、生物医用、生态环境材料、催化材料与技术等领域加强了专利保护。但是，我们应该看到，我国目前功能材料的创新性研究不够，申报的专利数，尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相称。我国功能不足，有待改进和发展。国内外功能材料社会经济发展需求分析 1)功能材料的国外需求分析

根据预测，2001年新材料技术产业在世界市场的销售额将超过4000亿美元,，其中功能材料约占75～80%。某些特种功能材料就其单项而言，其市场也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市场销售额已达210亿美元，预期到2010年将达到800亿美元；2000年超导材料销售额已达80亿美元,预测2010年的年销售额预计将达到600亿美元，其中高温超导电力设备的全球销售额可达50-60亿美元,到2020年，全球与超导相关的产业的产值（按1995年的价格估算）可能达到1500亿到2000亿美元，其中高温超导占60％；2010年全球钕铁硼永磁材料的市场需求量将达14.6万吨,产值达80亿美元，带动相关产业产值700亿美元；生物医用材料是一个正在迅速发展的高技术领域，目前全球生物医用材料及制品的产值超过700亿美元，美国约为400亿美元，与半导体产业相当，是美国经济中最活跃、出口量最大的6个产业之一，近年来一直保持每年20%以上的速率持续增长，预计到本世纪前十年左右,生物医用材料产业将达到药物市场的份额；随着可持续发展政策被各国政府的广泛采纳，生态环境材料的市场需求也将迅速增加，估计2010年的社会需求将高于500亿美元。可见，在全球经济中，特种功能材料无论是需求的规模，还是需求的增长速度，都是相当惊的。功能材料的国内需求分析

中国作为一个 12亿人口的大国，正在实施宏伟的第三步发展战略，这一根本国情加之特种功能定了我国对功能材料的需求将是巨大的。

功能材料不仅是发展我国信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，而且是改造与提升我国基础工业和传统产业的基础 ,直接关系到我国资源、环境及社会的可持续发展。

我国国防现代化建设一直受到以美国为首的西方国家的封锁和禁运，所以我国国防用关键特种功能材料是不可能依靠进口来解决的，必须要走独立自主、自力更生的道路。如军事通信、航空、航天、导弹、热核聚变、激光武器、激光雷达、组件等，都离不开特种功能材料的支撑。

我国经济的快速增长和社会可持续发展，对发展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是发展能源技术、提高能源生产和利用效率的关键因素，我国目前是世界上能源消费增长最快的国家，同时也是能源紧缺的国家。发展电动汽车、使用清洁能源、节约石油资源等政策措施使得新型能源转换及储能材料的需求不断增加。近年来，随着电子信息技术的迅猛发展，我国便携式电器如手提电话、笔记本计算机用户每年均以超过 20%的速度增加，形成了一个对小型高能量密度电池会需求。

随着移动通信等新一代电子信息技术的迅速崛起，作为一大批基础电子元器件技术核心的信息功能陶瓷日益成为我国发展相关高技术的需求重点。按照 5%的世界市场占有率计，2010 年我国信息功能陶瓷材料及制品的年销售额将达 300亿元人民币，对信息通讯产业发展重的作用。

我国是一个稀土大国，其工业储量占世界总储量的 70%以上，发展稀土功能材料我国有着独特的资源优势。例如，稀土永磁材料全世界的年平均增长率为23%,而我国高达60%，1995年全球的钕铁硼永磁材料的生产总量为6000吨，其中我国为2000吨，占总量的1/3，预测2010年全球钕铁硼永磁材料的产量将达14.6万吨，产值达80亿美元,其中我国的产量将达5.4万吨，产值达20多亿美元，相关器件产值达100～150亿美元。稀土在发光、催化等领域的应用也具有广阔的市场需求。我国西部还拥有一些储量丰富的资源，如稀土、钨、钛、钼、钽、铌、钒、锂等，有的工业储量甚至占世界总储量的一半以上，这些资源均是特种功能材料的重要原材料。研究开发与上述元素相关的特种功能材料，拓宽其应用领域，取得自主知识产权，将大幅度地提高我国相关特种功能材料及制品的国际市场竞争力，这对实现西部资源的高附加值利用，将西部的资源优势转化为技术优力地支持国家的西部大开发。

随着我国人民生活质量的进一步改善和提高 ,我国潜在的生物医用材料市场将很快转化为充满勃经济效益，成为国民经济的一个支柱产业。

我国已确定“在发展中解决保护，在保护环境的基础上实现持续发展”的原则，签署了有关国际公约，并通过了国家有关环境保护的法律、法规，这些都为生态环境材料需求发展创造了有利条件。发展生态环境材料，除了在社会和经济方面具有巨大的需求之外，在政治上还对我国加入 WTO，融入国际社会，提升国际地位具有重要作用。此外，生态环境材料还对我国的“科技、人文、绿色”奥运工程起着特殊的作用。

篇2：功能材料发展趋势

1、前言

随着高分子材料合成与加工的技术进步, 塑料在各行业得到广泛、深入的应用。各行业所采用的塑料制品大不相同, 对制品的材质、性能等方面的要求各有其特殊性。塑料助剂、树脂原料和塑料加工机械一起组成了塑料加工的三大基本要素。此外, 加工工艺水平、配方技术以及相关配套服务设施也成为完美展现塑料制品性能的不可或缺的因素。据统计,2001 年全球塑料助剂的消费量达到了7900kt ,销售额146 亿美元,其中,功能助剂占据了80 %左右。一些新型功能助剂发展时间不长,消费量较低, 却带来了助剂产业新的突破点和增长点, 丰富完善了整个助剂体系, 其高技术含量和巨大的增幅显示了强大的生命力。同时,传统的助剂也正努力寻找新的替代品。单一结构对应单一性能, 仍是助剂分子结构研究和设计的理论基础, 但复合化、高分子量化、环保化等新思路逐渐占据了新型研发的主线。一剂多功能化和单剂单功能高效能化成为现代助剂研发的趋势。在注重功能体现的同时, 人们将更多的目光投在了前期的加工适用性、配方设计和后期的回收、无害化处理等问题上, 这使得助剂研究的结构更为合理, 发展更为平衡。此外, 科研院所、高校的基础理论性研究如何与现代企业结合, 更快更好地投入到工业化生产, 加大应用研究的投入力度也是助剂专家和企业家需要考虑和面对的问题。

我国助剂工业起步较晚, 发展迟缓, 难以适应目前的发展趋势, 必须借助行业发展, 探索一条具有中国特色的助剂工业之路。在消化、吸收、仿制国外先进品种和技术的基础上, 针对不同行业要求和特点, 开发出高效、多功能、复合化、低(无)毒、低(无)污染、专用化的助剂品种, 提高规模化生产和管理能力, 改变目前助剂行业规模小、品种少、性能老化且雷同、针对性(专用性)差、性能价格比明显低于国外同类产品、创新能力低下、污染严重、无序竞争的局面, 创造一个投入产出比明显高于其他化工产品的新产业。

2、传统助剂的改进

2.1 复合化

复合化的目的是找到一种助剂使之具有多功能性,同时满足多种功能的需求。新型的复合化技术是以经典理论和应用技术研究为基础, 将显示协同效应或不同功能的助剂组分配合在一起, 构成一种复合品种或母料, 这无论对助剂开发或应用都具有事半功倍的效果, 也是复合化技术备受瞩目的重要原因。

助剂的复合化包括混合型助剂和浓缩母料。前者系各种助剂的混合物, 后者则是将助剂和分散剂等以较高浓度附着在载体树脂上, 加工时稀释一定倍数。复合技术的共同特点是助剂的应用简单方便。因此,复合化技术已渗透到了塑料助剂的各个领域。与早期简单的复合助剂相比,当代助剂的复合化技术已有质的飞跃, 协效组分的作用显得十分关键和突出。其各种组分之间的协同机理的研究和协效组分的开发将是未来助剂复合化技术发展的关键。

北京市化学工业研究院按特定工艺将高分子量受阻胺光稳定剂和具有高效热稳定性、金属离子螯合性的若干光、热稳定剂复合制成BW136复合而成。HP-136 可以捕获高聚物降解直接产生的碳自由基, 阻断降解链反应。GX2215 可使聚烯烃等高分子材料在高温加工过程中保持优异的稳定性。

2.2 高分子量化

高分子量化可提高助剂自身的热稳定性、耐水解能力、提高助剂与基材树脂的相容性, 进而提高助剂在塑料制品中的耐迁移性、耐抽提性, 且不致过度恶化基材的基本物理机械性能。高分子量化也是降低助剂自身毒性的有效手段。高分子量的抗氧剂1010 比低分子量1076 的耐水解能力、耐迁移性、耐抽提性有明显改善。聚合型抗静电剂可实现永久抗静电。齐聚溴代碳酸酯、齐聚磷酸酯等高分子量阻燃剂对除阻燃性之外的其他基本物理机械性能的恶化程度均明显降低。受阻胺光稳定剂(HAL S)高分子量化不仅可提高热稳定性、与树脂的相容性、耐迁移性、耐抽出性, 而且能降低毒性,延长塑料制品的使用寿命,扩大其使用范围。

2.3 环境友好化

各种合成高分子材料制品的深入广泛应用,给人类赖以生存的环境带来诸多压力。近年来,全球卫生、安全、环保等方面的法规日益严格, 要求塑料制品从选材、配方组分、加工工艺及其过程、使用,到废弃处理、分类回收、再生循环、环境可消纳性、燃烧产物及其毒性等环节或因素都必须考虑环境负荷。

“绿色”建筑塑料已成为21 世纪建材工业的发展方向,高效、多功能、无毒、无公害是塑料助剂发展的总趋势。大量使用重金属铅盐稳定剂的欧盟国家(如法国)已完成Ca/ Zn 热稳定体系的技术储备, 并已向欧盟承诺, 到2010 年50 %取代重金属,2015 年将全部取代重金属。

寻找铅、镉替代品的工作日益紧迫。目前, 已出现了大量具有较高性价比的钡/ 锌、钙/ 锌类复合稳定剂、稀土类热稳定剂和价格较高的有机锡类稳定剂。

采用溴代联苯醚类阻燃剂的阻燃高分子材料被怀疑燃烧时有可能释放苯并二 英、苯并呋喃等致癌物质, 也使无卤阻燃剂的开发逐渐升温。PVC 树脂燃烧发烟量较高, 抑烟性成为提高PVC制品消防安全性能的关键因素。在开发阻燃剂的同时,抑烟剂的开发也同样具有重要意义。

酚类抗氧剂BHT 分子量低、易挥发和萃取,近年来更是出现了致癌性的报道。以维生素E 为基础的系列产品大大缓解了BHT 所带来的压力。该系列产品是将维生素E 与亚磷酸酯、甘油、聚乙二醇、高孔率树脂载体等组分配合而成的固体。基于人们对卫生安全和生态保护意识的进一步增强,这类“绿色”助剂将具有广阔的市场潜力和环保价值。

3、新型助剂

在传统助剂的基础上, 研究者们根据功能性和经济性的需要, 以基础理论为先导, 结合最新研制的技术成果, 辅以各种加工工艺, 试制了各种各样的新型助剂。这些助剂与传统型助剂相比,或者技术含量大大提高, 性能有了质的飞跃;或者从无到有,成为一类新型的助剂品种。这一切使得助剂行业呈现出了“百花开放、百家争鸣”的态势。

3.1 晶型改质剂(成核剂)

提到晶型改质剂, 人们很容易就想到成核剂、透明剂,再想到聚丙烯成核透明剂。成核透明剂仅是晶型改质剂的一种。晶型改质也并非聚丙烯的专利。凡结晶性聚合物均可添加晶型改质剂调节树脂的结晶行为。

晶型改质剂加入到聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚醚等结晶性聚合物中, 改变树脂的结晶行为, 加快结晶速度, 增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化, 缩短成型周期, 或全面或部分提高制品透明性、表面光泽、拉伸强度、刚性、热变形温度等物理机械性能

北京燕化树脂所采用稀土类晶型改质剂WB G4 后, 聚丙烯的β晶型比例占总结晶部分的95 %以上。而且,经过多次热历程后,β晶型比例变化不大。

目前国内外从事晶型改质剂研究的单位不少, 很多文献报导都涉及了聚丙烯β晶型成核剂,但更应值得关注的是高比例β晶型稳定存在的聚丙烯商品化的切入点在哪里。

聚丙烯的结晶改性成为研究热点已是不争的事实, 但是工程塑料需用的晶型改质剂在国内几乎是空白。国外很多改性工程塑料的说明书明示已添加成核剂, 而国内绝大多数工程塑料树脂仍沿用了纤维级树脂的习惯。如PET、PA6、PA66 等树脂几乎没有添加成核剂的品种。工程塑料(聚酯、聚酰胺等)的专用晶型改质剂(成核剂)的合成与应用急待开发。

聚丙烯用成核剂能否引入工程塑料, 值得深入研究。国外有相关专利文献报导,国内很少有人从事此类研究。

3.2 表面处理剂

填充改性是塑料改性的重要手段之一, 刚性和韧性是塑料制品两个重要性能指标, 如何保证塑料制品同时具有良好的刚性和韧性, 是长期以来

材料科学研究的重要课题之一。

提高填充改性效果的技术关键之一是无机粉体的表面处理技术。目前应用最多的是偶联剂活化技术。偶联剂的工业品种众多, 主要有硅烷类、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合酯、磷酸酯、硼酸酯等偶联剂。偶联剂通常都是两亲性物质,其中一些基团与填料表面吸附或与表面的结合水或-OH 反应;另一些基团(或长链)与高聚物基体缠绕, 提高无机填料与基材树脂的相容性, 改善其在基体中的分散性和界面粘结力。但因有机偶联剂的有机链段短, 与基体作用小, 对材料力学性能的提高有限, 满足不了目前市场上迫切要求提高改善制品性能,进一步降低成本的发展需要。人们希望能有一种新型结构的偶联剂除能保持传统偶联剂的双亲结构外, 还能以更强的结合力与填料和基础树脂键合、缔合或形成其他形式的物理作用。稀土元素的结构特点恰能满足这种需求。

广东炜林纳公司针对PVC 应用体系, 利用稀土元素与有机配体合成一种具增韧偶联、多功能特性的新型改性剂, 与无机粉体CaCO3 等, 通过“核-壳”包裹技术开发出新型表面处理剂。该产品可用作PVC 用无机刚性粒子增韧剂, 具多功能性, 对PVC 或PVC/ CaCO3 填充体系具有独特的致廉增效改性作用,已在工业上应用。

3.3 接枝高聚物、特种共聚物作相容剂

高分子共混是进行材料改性的最简单易行的手段。相容剂就是伴随这种处理方式而产生的。所谓相容剂就是能使共混的两种树脂在加工熔融过程中,在其帮助下能形成热力学相容状态,从而结合几种共混材料的优点,实现高性能化和功能化。

相容剂一般为接枝高聚物或特种共聚物, 即将两种性能差异较大的分子链段用化学方法结合在一起, 分子链段性能差异越大, 其相容效果就越好。如将极性的马来酸酐接枝在聚烯烃大分子链上,对于PP/ PA 合金就有良好的相容作用。至今为止, 高分子相容剂是以界面活性剂的概念为基础发展起来的, 主要目的是通过对两种或两种以上具有不同性质的高分子共混体系的微观相态结构起到调整和控制作用, 以提高其材料的性能, 从机能特征角度可以将其概括为结构型相容剂。目前这类相容剂在应用中还存在着制备成本高、作用效率低、兼容性差等问题, 而且对某些特殊高分子材料体系, 至今还没有发现作用效果好的相容剂种类。

今后的相容剂的发展必然要以全面迎合和促进高分子材料日新月异的进步为目标, 从结构型相容剂向功能型相容剂、兼容型相容剂、高效型相容剂和特征相容剂等方向转变。从广义上讲,高分子材料制备技术所能涉及的复合(分散)相尺度已从微米时代进入到纳米时代,而且高分子分子设计、材料性能与结构设计、工艺设计等方面的理论与实践的进步,将使相容剂在发展方向上的转变成为历史之必然。

3.4 纳米粉体/ 纤维粉体

无机粉体的超细化技术派生出两个分支, 一是无机粉体粒度的纳米化, 二是无机粉体向增强纤维方向发展。

各种纳米技术使无机粉体纳米化成为现实,各种纳米无机粉体/ 聚合物复合材料研究成果的问世使纳米无机粉体进入了功能添加剂行列, 而不再仅仅是超细化的无机填充剂。

镁盐晶须、类纤维状硅灰石的工业化生产, 拓宽了应用领域,自身功能得到提升。

中科院漆宗能教授以纳米无机相材料蒙脱土为填充材料, 采用插层复合技术制备了具有高强度和耐热性、高阻隔和自熄性的纳米复合材料, 如尼龙6 纳米塑料、PET 纳米塑料、超高分子量聚乙烯粘土纳米复合材料、纳米无规共聚聚丙烯、纳米聚乙烯高阻隔膜等, 经测试, 性能均大大高于一般填充材料, 且某些性能极为突出。目前, 已有部分产品实现了工业化。

四川大学的黄锐教授采用熔融共混法制备聚合物/ 纳米无机粒子复合材料, 通过对聚合物/ 弹性体/ 纳米无机粒子的三元复合体系的工艺研究,提出了“沙袋结构”的增韧机理并验证了增韧体系符合逾渗规律,对复合体系的脆韧转变实现了定量化。

4、稀土类助剂成为新的研发热点

稀土元素由于其特殊的外电子层结构, 使得其化合物具有光、电、磁以及界面效应、屏蔽作用和化学活泼性等多种特殊功能, 被成功用于制作光、电、磁性材料和催化剂等。稀土元素被引入到高分子材料助剂结构以后, 助剂的功效发生了令人耳目一新的变化。世纪90 年代, 我国率先将稀土化合物商品化地用于PVC 热稳定。由于它不仅具有热稳定剂的作用, 还表现出偶联、加工改性、增亮增艳等功

能,具有较高的性能价格比。

稀土化合物作为PP 的晶型改性剂, 作为LLDPE 的流变改性剂和作为无机粒子的表面处理剂等方面都具有独特的功能, 对聚烯烃的增韧增刚、提高热变形温度和改善加工性能都具有明显作用。利用稀土化合物的荧光性质也已制成发光塑料, 利用磁性稀土材料制成了磁性塑料, 利用稀土化合物的光转换性质制成了发光塑料等。将轻稀土化合物与传统无卤阻燃剂结合, 开发无卤稀土阻燃剂, 并应用于聚烯烃, 可在满足阻燃性能要求的同时, 提升阻燃材料的综合性能, 克服传统的无机非卤阻燃剂劣化被阻燃基材物理-机械性能的弊端。

此外, 稀土改性母料或专用料, 可应用于各种特定目标产品,如汽车、家电、管材等。

5、结论

篇3：功能材料发展趋势

功能梯度材料(functional gradient material, FGM),即材料的组分和结构从材料的某一方位(一维、二维、三维)向另一方位连续地变化,使材料的性能和功能也呈现梯度变化的一种新型材料[1,2,3,4]。

航天技术的发展对材料的性能提出了新的要求,如航天飞机发动机燃烧室器壁,一侧承受2 000 ℃以上的高温,另一侧承受低温液氢冷却,传统的单相材料已经无法满足要求[5,5],若采用多种复合材料,由于各相的热膨胀系数的差异,会在材料内部产生较大的热应力,致使涂层在较小冲击力下即可剥落,为满足这种适应较大温差下工作的新材料,20世纪80年代后期,日本学者新野正之等首先提出功能梯度材料的概念[6],很快引起多个国家宇航领域科技工作者的极大关注[7],功能梯度材料的研究在各国迅速展开,二十多年来,国内外在功能梯度材料的组织结构、性能、制备工艺、设备以及材料的应用等方面都取得了令人瞩目的成果,本文从功能梯度材料的制备、应用方面综述了FGM的研究状况,并展望其前景。

1 功能梯度材料的制备方法

目前已经提出多种制备方法,但总体来看分为两大类:间断梯度层和连续梯度层,前者是指各层间总存在成分间断,后者是利用自然迁移现象来实现成分的连续过渡。

1.1 气相沉积

气相沉积法分为化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)以及物理化学气相沉积法(PCVD)[8,9]。

CVD法制备FGM是通过赋予原料气体不同的能量,在反应器中进行混合,使其产生化学反应而生成固相的膜沉积在基体上,通过选择合成温度、调节原料气流量和压力来控制梯度沉积膜的组成与结构,通常采用高频等离子CVD与高频和直流弧并用的放电等离子CVD来制造功能梯度材料。其优点是容易实现分散相浓度的连续变化,缺点是需要高温高压,工件变形严重并存在危险性。日本东北大学采用此法制备了C/C、Si/C、TiC/C系FGM[10]。

PVD法制备FGM是通过各种物理方法使固相物质蒸发进而在基体表面成膜,通过改变蒸发源可以合成多层不同的膜。其优点是沉积温度低,对基体热影响小,缺点是沉积速率低,且不能连续控制成分分布。王永康等采用此法已经制备出Ta-Low/钢梯度涂层材料;加拿大采用此法制备出超合金表面热障涂层MCrAlY的梯度功能材料[8];日本科技厅金属材料研究所采用此法已制备出Ti/TiC、Ti/TiN、Cr/CrN系FGM[11]。此外,从制备表面涂层CVD法发展而来的化学气相渗入法制备FGM也取得了一定的进展。

PCVD是制备FGM的新趋势,结合了PVD和CVD的优点。利用CVD温度一般高于PVD温度的特点,在基体材料低温侧采用PVD,在高温侧采用CVD,扩大了使用范围。目前,采用此法已制备出SiC/C/TiC多层FGM,厚度可达30 mm[12];邢世凯等采用此法在气缸套、活塞、活塞环等零件表面渗镀一层氮化硼、氮化硅陶瓷薄膜,使得零件的磨损量减少,提高了镀膜零部件的使用寿命[13]。

1.2 等离子喷涂

等离子喷涂法(PS)是将粉末材料送入等离子体(射频放电)中或等离子射流(直流电弧)中,使粉末颗粒在其中加速、熔化或部分熔化后,在冲击力的作用下,在基底上铺展并凝固形成层片,进而通过层片叠层形成涂层,通过调节等离子流的温度和流速,原料粉末成分和供给条件,从而实现薄膜组成的调节,等离子喷涂常用的气体是Ar和N2[14]。其优点是生产效率高,制备的涂层质量好,喷涂材料范围广,成本低等,但涂层中较多的疏松与孔洞以及片层界面都可能成为导致涂层失效的裂纹源[15]。王富耻等采用此法已制备出ZrO2和NiCrAl体积分数不等的7个梯度层,并研究了功能梯度热障涂层在瞬态热负荷下的破坏机理[16]。K.A.Khor等采用此法已制备出YSZ/NiCoCrAlY梯度材料,并研究了其微观结构、理化性能和热性能。研究结果表明,与双层材料相比,功能梯度材料的性能更优异,FGM涂层的结合强度为18 MPa,双层涂层的结合强度仅为9 MPa,FGM涂层的热循环寿命是双层涂层的6倍[17]。S Rangaraj等设计了5种不同成分的YSZ梯度涂层,并研究了涂层设计对YSZ涂层性能的影响。研究结果表明,莫来石成分的添加会降低涂层表面裂纹生长驱动力。日本新日铁公司采用低压等离子喷涂技术成功制备出了厚度分别为1 mm和4 mm的Ni-20Cr/ZrO2-8%Y2O3梯度薄膜[18]。此外,已被研究的其他体系包括:Cu/W、Cu/B4C、Al2O3-Cr2O3/Ni基合金、CoCrAlY或NiCoCrAlY/ZrO2、Mo/TiC、YSZ/Ni-20%Cr、Ni/Al2O3、WC/Co等;F. Chen等采用此法在18-8钢表面制备了NiCrAl/(ZrO2+Y2O3)涂层[19];张红松等采用此法制备了Ni/Al-ZrO2梯度涂层[20]。

1.3 自蔓延高温合成

自蔓延高温合成法(SHS)是利用两种反应剂在一定条件下发生高放热反应,产生高温,使化学反应自动地进行下去,形成新的化合物。其优点是过程简单,反应迅速,适用范围广,产物纯度高,能耗少,缺点是由于不同组分之间发热量有差异、烧结程度不同且较难控制,常压下材料的致密度不高,并且受工件(基体)形状的限制[21]。目前,采用此法已制备出Al/TiB2、Cu/TiB2、Ni/TiC、MoSi2/Al2O3/Ni/Al2O3/MoSiS2等梯度材料[22]。

1.4 粉末冶金

粉末冶金法(PM)是制备FGM最常用、最简单的方法,一般是先成形后烧结,通过控制和调节原料粉末的粒度分布、烧结温度、烧结时间和烧结收缩的均匀性获得热应力缓和的FGM。其优点是设备简单、易于操作、成本低,缺点是难以实现物料层组分的连续变化,不能完全消除料层间界面[8]。PM法可分为喷射沉积法、薄膜叠层法、粉浆浇注法和浸渍法等。

喷射沉积可以直接得到金属与陶瓷粉末相组成具有最佳梯度分布的预成形坯,然后经压制、烧结制得FGM,解决了层与层间易产生成分非连续变化的问题。此外,将不同配比的金属粉、陶瓷粉和粘结剂制成悬浮液,然后喷射到基底上,通过改变原粉料成分配比来控制喷射相的成分,最终也可以获得梯度材料。

薄膜叠层法是在金属和陶瓷粉末中掺微量粘结剂,制成泥浆并脱出气泡压成薄膜,然后将这些不同成分和结构的薄膜脱除粘结剂后进行叠层、烧结。其优点是每层可以做得很薄,成分变化相对较小。国内采用此法已制备出PSZ/Mo等体系的梯度材料,M.Grujicic等采用此法已经制备出MgO/Ni系的梯度材料[23]。

粉浆浇注法是将原料粉末均匀混合成浆料,注入模型内干燥,通过连续控制粉浆配比,得到成分连续变化的工件。韩国汉阳大学采用此法已制备出Y2O3-ZrO2/304不锈钢系的梯度材料;Sanchez-Herencia等采用该法已经制备出Al2O3/ZrO2系的梯度材料;日本九州大学采用此法已经制备出Al2O3/Ni/Cr系的FGM。

浸渍法是将原料粉末配制成悬浮液,浸渍在基体上,调整悬浮液成分,可改变涂层成分,然后经过脱脂、烧结,得到FGM。A.Neubrand等采用该法已经制备出SiC/C系的梯度材料[24]。

1.5 激光熔覆

激光熔覆法(LSC)是将混合后的粉末通过喷嘴喷至基体表面,然后通过改变激光功率、光斑尺寸和扫描速度加热粉体,在基体表面形成熔池,并在此基础上通过改变粉末成分,向熔池中不断喷粉,获得功能梯度涂层。其优点是既可以制备FGM薄膜,也可以制备FGM体材,制备时间短,适应面较广,缺点是制备工艺及设备都比较复杂昂贵。Fraunhofer采用此法已经制备出AlCu/316L不锈钢系的梯度涂层,有人采用此法制备了Ti/Al/TiB2,在涂层内Al的质量分数由12%左右连续地变为零[25]。

1.6 其他方法

电化学法(ECM)是根据电解质溶液的特性和物质发生电化学反应的难易程度不同,利用电解作用和化学反应使溶液中不同的离子同时还原,并沉积在基体表面形成镀层,随着加工过程中电流密度和电解质浓度的变化,镀层的成分和结构会发生相应的变化。其优点是绕镀性好,可镀复杂形状工件,缺点是材料的孔隙率较高、强度低。

离心铸造法是利用离心力场中合金密度差异引起的表面沉积特性来制备梯度功能材料[26]。其优点是能制备致密度高、尺寸大的梯度材料,缺点是不能制备高熔点的陶瓷系梯度材料,也不能制备从一种纯物质相向另一种纯物质相连续变化的梯度材料。王渠东等利用初生相FeAl3与液相之间的密度差及其两相区温度间隔很大、液相线很陡的特点,采用离心铸造制备了初生FeAl3偏聚于管件外层并由外向内FeAl3量呈梯度分布的铝铁复合管件[8];哈尔滨工业大学采用此法已经成功制备出Al/Al2O3、SiC/A356梯度材料[27,28]。

2 功能梯度材料的应用

功能梯度材料在诸多领域都得到了应用[29]。

2.1 航空航天领域

在航空航天领域,日本学者将PSZ/Ti的功能梯度材料应用在火箭推进器燃烧室的内壁上,结果表明,具有功能梯度涂层的热循环寿命明显高于无功能梯度涂层的寿命[30];功能梯度涂层在航空涡轮发动机叶片上的应用使其具有优良的耐磨性、耐蚀性和耐热性[31];在燃烧室内衬上的应用提高了其耐磨性。

2.2 机械工程领域

在机械工程领域,外硬内韧的梯度切削刀具有着良好的综合性能,刀具的使用寿命长,切割效率高,与硬质合金刀具相比,其耐磨性提高了2倍,寿命提高了5倍;梯度自润滑轴承解决了基体强度与孔隙度之间的矛盾,与均质自润滑轴承相比,梯度自润滑轴承的极限PV值由2.0 Pa·m/s提高到4.0 Pa·m/s,使用寿命提高2倍多[31];功能梯度涂层应用在抛光刀具、微型钻头上,使其冲击韧性和使用寿命得到了较大幅度的提高;功能梯度材料在地质钻探工具上的应用实现了地质钻探工具的高强度、高韧性、高耐磨性的统一,具有优异的综合性能。

2.3 生物工程领域

在生物工程领域,功能梯度生物体植入材料在植牙中的应用,使治愈时间缩短,齿根牢固,不易破坏;在人工骨关节上的应用使得假体与骨之间具有很强的结合力并耐用,表现出了良好的生物相容性[32];此外,还具有良好的自愈合、修复、再生等特性。

2.4 光、电、磁工程领域

在光、电、磁工程领域,梯度封接合金材料在电真空器件中用于封接石英玻璃外壳及金属电极,既具有与钨极一样的导电性,又能与灯壳体达到匹配封接,并保证灯壳与电极间的绝缘性,从而提高了大功率灯泡的使用寿命;功能梯度折射材料在大功率激光棒、复印机透射、光纤接口中的应用,得到了较好的光电效应并缓和了热应力;功能梯度材料在磁盘、永磁体、电磁体、振荡器上的应用,可减小体积和质量,提高性能[31]。

2.5 能源及电气工程领域

在能源及电气工程领域,梯度耐辐射材料在核聚变反应器中的应用表现出良好的热应力松驰效应;梯度热电能转换材料在探测器电源上的应用使发电能力提高了10%,在发电系统的发射极上的应用使其热应力得到了巨大的缓和,即使在1 860 ℃下也不会发生龟裂,在该系统的低温电极端的放热基板上的应用表现出了高的热传导率和高的辐射放热率[33];对称梯度材料具有较高的热传导率、电绝缘性及优异的平面内导电率和很高的热电转换效率,可应用于高能热电源转换系统。

3 功能梯度材料的发展前景

篇4：功能性食品研究现状及发展趋势

【关键词】功能性食品 现状 发展趋势

中国在进入20世纪80年代以后，人民的生活水平有了较大提高，人们在解决了温饱问题之后，对生活的质量和健康就成为新的追求。同时，生活水平的提高，大量高质量营养素的摄入，营养过剩而引起的富贵病（如糖尿病、冠心病与癌症等）、成人病及老年病已逐渐成为人们主要的疾病。于是，对功能性食品的渴望促进了中国功能食品行业的迅猛发展[1]。

一、功能性食品的研究发展现状

（一）国外功能性食品研究现状

近年来，国外功能性食品市场呈现以下特点，一是低脂肪、低热量、低胆固醇的保健食品品种多，销售量最大；二是植物性食品受宠，保健茶、中草药在国外崛起，销路看好；三是工艺先进、高科技制作，产品纯度高、性能好，多为软胶囊、片剂，或制成运动饮料，易于吸收[2]。

美国第3代功能性食品发展日趋成熟，已形成“研发---市场---研发”较完善的体制，其具体品种主要有维生素和矿物质类、天然产品类、鱼油类、医药类和蜂产品类等，较我国第3代功能性食品科技含量高，品种丰富，产品功效成分含量准确，价格便宜。目前，日本特别重视开发益生菌、益生元和合生元这类产品，日本厚生省批准的特定健康用食品产品中有40%的产品是利用这一原料制成的，并具有改善胃肠道的功能这类产品在全球有40亿美元的销售额。我国这类产品开发不多，应引起高度重视。欧洲现有1.25亿人患有高胆固醇血症，在消费最需要的功能性食品调查中，降低胆固醇的产品法国排第2位。49%的欧洲健康食品生产厂商将降低心血管疾病风险列为首选功能，因而帮助降低胆固醇功能的人造奶油不断在市场上出现。

（二）我国功能性食品的发展现状

（1）企业数量较多，企业规模正在增大

截止2010年年底國内约有2000家保健食品企业[3]，投资总额在1亿元以上的大型企业占1.45%，投资总额在5000万元至1亿元的中型企业占38%，投资在100万元至5000万元的企业占6.66%，投资在10万元至100万元的小型企业占41.39%，投资不足10万元的作坊式企业占12.5%，大中型企业所占比例逐年提高。

（2）产品数量较多，种类丰富

截止2010年8月31日，国家食品药品监督管理局共批准10606个保健食品，其中国产保健食品为9971个，进口保健食品为635个[4]。2010年前7月，中国国家食品药品监督管理局共批准427个保健食品，其中营养素补充剂115个，功能类食品312个。

（3）新产品开发卓有成效

近几年新产品的数量增长非常迅速，据国家食品药品监督管理局网站数据显示，仅2010年，批准的新保健食品数量就达550多种，其中相当一部分是以低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、赤藓糖醇等功能糖（醇）为配料开发的新产品。

（4）发展迅速，市场需求持续提升

我国功能性食品行业正处在高速发展阶段。2009年功能性食品年产值1000亿元，销售额已跃居全球第2。2010年5月功能性食品进出口额2888万美元[10]，同比上升55%。由于肥胖病、亚健康、老年病发病率的上升，以及亚健康状况的增多，使得学者和大众更加关注饮食和健康的关系，因此对功能性食品的需求持续增加。

二、功能性食品的发展趋势

（一）大力开发第3代功能性食品

进一步在现代功能食品的应用基础研究的基础上，开发出具有明确量效和构效的第3代功能食品，与国际接轨。具有明确功能因子的第3代功能食品的需求量必然增加。

（二）加强高新科技在功能性食品生产中的应用

采用现代高新技术，如膜分离技术、微胶囊技术、超临界流体萃取技术等，实现从原料中提取有效成分，剔除有害成分。再以各种有效成分为原料，根据不同的科学配方和产品要求，确定合理的加工工艺，进行科学配制、重组、调味等加工处理，生产出一系列名符其实的具有科学、营养、健康、方便的功能食品。

（三）开展多学科的基础研究与创新性产品的开发

功能食品的研究与生理学、生物化学、营养学及中医药等多种学科的基本理论相关。功能食品的应用基础研究应是多学科的交叉。应用多学科的知识、采用现代科学仪器和实验手段，从分子、细胞、器官等分子生物学水平上研究功能食品的功效及功能因子的稳定性，开发出具有知识产权的功能性食品。

（四）产品向多元化方向发展

随着生命科学和食品加工技术的进步，未来功能食品的加工更精细、配方更科学、功能更明确、效果更显著、食用更方便。产品形式除目前流行的口服液、胶囊、饮料、冲剂、粉剂外，一些新形式的食品，如烘焙、膨化、挤压类等也将上市，功能食品将向多元化的方向发展。

（五）建立自主品牌效应

我国的功能性产品还是应在提高品牌信任、知名度、产品科技含量、质量等方面着手，吸引消费者，而不是一味的调低价格。在未来几年内，应着手扶持和组建一些功能食品企业，使之成为该行业的龙头企业，以带动整个功能食品行业健康发展。

《食品工业“十二五”发展规划》中提出提高食品与保健食品及其原材料生产质量和工艺水平。大力发展天然、绿色、环保、安全有效的食品、保健食品和特殊膳食食品；开发适合不同人群的营养强化食品、特殊膳食食品，开发具有民族特色和新功能的保健食品。调整产业结构，改变企业规模小、技术水平低、产品同质化等状况，会给我们功能食品行业带来长足的发展，更能带来可观的经济效益。

【参考文献】

[1] 马超，葛邦国，功能性食品概况及展望[J].中华全国供销合作总社济南果品研究院

[2] 刘昆.国外保健食品市场现状及新趋势[N].中国食品报， 2008，（7）.

[3] 金宗濂.我国保健食品市场现状及发展趋势[J].食品工业科技，2001（3）.

[4] 赵余庆.保健食品研制思路与方法[M].北京：人民卫生出版社，2010.

篇5：多元功能聚合是未来家电发展趋势

近年来，国内小家电市场发展势头迅猛，正逐渐从单一功能的简单产品过渡到智能时代的功能多元产品。市场上涌现出，众多小家电聚合了多样功能的新鲜机器。改变了厨房堆满家电，或小家电使用频率低的问题。

小家电，不再是单一功能的煮饭、煲汤、烧水。从传统的水壶到养生壶的过渡就是一个例子。各大厂家花费大笔的研发经费，同时也经过市场的推动，已把传统单一功能的产品改变成蒸煮炖，甚至酸奶米酒集中于一身的多功能产品。

笔者在中山金正电器了解到，该类养生壶产品自进入市场以来深受消费者青睐，也削减了传统家电的市场份额，目前产品销量稳步上升，市场潜力巨大。在金正电器展厅看到，养生壶样式与材质健康性都大大超过了传统水壶。更把中华传统养生的理念融入到产品设计中，也是该产品打开市场的重要因素。

对于国内目前小家电的研发趋势的改变，中山金正电器的王总表示，多元功能聚合是未来家电发展的趋势，多元功能及智能化产品的研发，更是未来物联时代的前兆。自金正生活电器成立以来，就把产品研发放在第一位，产品功能性与外观设计上不停升级换代，产品工艺标准也在不断提高。旨在为消费者提供更具视觉美学观感，更具使用便捷性的优秀产品。

在金正电器展厅还陈列着四合一早餐机、空气炸锅、冰激凌机、面条机等我们平时在卖场较为少见的新潮电器。据金正电器研发人员介绍，这一系列的产品同样存在着巨大的市场需求，较为适合当下注重饮食健康，追求DIY健康饮食体验的年轻人。

篇6：功能材料发展趋势

编者按：功能性饮料的兴起是在非典时期，当非典的恐慌消褪之后，公众以前所未有的热情关注着自己的健康状况，功能性饮料便在此时走进千家万户。对于本土企业来说，没有销售功能性饮料经验的累积，也没有做好面对庞大市场需求的心理准备，所以功能性饮料这块美味的蛋糕，一直被几大洋品牌牢牢占据。功能性饮料市场也籍此被迅速催熟，市场的扩大化导致商家的跑马圈地，无硝烟的王者之战拉开序幕，本土企业会放弃令全球商家垂涎欲滴的蛋糕吗？

功能饮料是什么？

目前中国的饮料分类标准中还没有功能饮料这个分类。国际饮料行业协会的规定，功能型饮料即带有保健作用的饮料，也就是说它在解渴的同时具有调节肌体功能、增强免疫力等保健作用。中国饮料业内人士认为，功能饮料是指通过调整饮料中营养素的成分和含量比例，在一定程度上调节人体功能的饮料。专家认为，所谓功能饮料，就是在饮料中加入一定的功能因子，使其在解渴的同时具有调节机体功能、增强免疫力等保健作用的软饮料。

从我国现行的饮料管理规定来看，目前市场上比较流行的各种功能饮料实际上的统一称谓应为特殊用途饮料。《中国软饮料分类标准》中特殊用途饮料，是指通过调整饮料中天然营养素的成分和含量比例，以适应某些特殊人群营养需要的饮品，包括运动饮料、营养素饮料和其他特殊用途饮料三类。

一、行业现状

1.行业概述

20世纪90年代初，功能饮料刚起步时仅有不到20亿美元的销售额。2000年，世界功能饮料市场的销售额已达138.6亿美元，平均年增长率为二位数。中国功能饮料的市场，从2000年之前红牛的一枝独秀到2005后的脉动、激活、他+她水的群雄争霸。功能饮料的销售额从2000年的8.4亿元，激增到2005年的30亿人民币，实现了每年两位数的的高速增长。

2004年在功能饮料市场，乐百氏的“脉动”掀起一股狂风巨浪，取得了7亿元的销售成绩；娃哈哈收拾了2003年“康有利”没有利的郁闷，紧跟其后推出“激活”，也取得3亿元的销售业绩；汇源推出“他+她”水，养生堂推出“尖叫”。功能饮料市场好不热闹，饮料厂家纷纷推出自己的功能饮料，以期分得功能饮料一杯羹。2005年准备不足的本土品牌纷纷淡出江湖，如：“他+她”，“尖叫”等，娃哈哈的“激活”惨淡经营，只有被国际饮料巨头完全掌控的乐百氏的“脉动”后劲十足。国际品牌凭借先进的管理水平，雄厚的资金以及在功能饮料方面的经验，成了目前功能饮料市场最大的赢家。2006年初，在北京市场排名前五名中只有具有深厚法国血统的脉动是中国品牌。

2.行业特征

从“红牛”登陆大陆市场到2004年功能饮料市场的红红火火，以及2005年的不温不火。目

前功能饮料市场基本上有以下几点特征：

（1）功能饮料正处于市场起步阶段。从1984年健力宝推出“魔水”到泰国“红牛”在中国大陆市场现身，再到目前乐百氏的“脉动”，娃哈哈的“激活”以及汇源的“他+她”水等等你方唱罢我登场，功能饮料市场一时间好不热闹。功能饮料正迈着轻盈的步伐一路向我们走来，并逐步为消费者所了解。

但所有这些繁华假象，都不能掩盖功能饮料处于市场发展初期的现实。中国饮料工业协会副理事长兼秘书长赵亚利指出，功能饮料正处于一个加速发展期，上市品种不断增加，品类进一步丰富，消费者认可度稳步提升，销售量增长迅速，行业呈现出良好的发展势头。

据一份对中国30个城市15～64岁城镇居民调查显示，直到2005年下半年功能饮料的市场渗透率才27.1％，而同期的碳酸饮料为70％，饮用水75.7％，果蔬汁也达到了50.4％。这份调查充分说明了功能饮料正处在发展的起步阶段。

（2）功能饮料的目标客户群狭窄相对于饮用水、碳酸饮料、果汁、茶饮料等大众性饮料，功能饮料的客户群就显得较为狭窄。功能饮料是针对特定的顾客需求，在饮料中添加了一定的功能因子，它并不适合所有人群。如：为补充运动中随汗液流失掉的盐分而添加盐的运动饮料，不适合儿童、老年人长期饮用，也不适合成年人非运动状态下饮用，否则容易造成健康隐患；咖啡因具有降血脂功能，因此对含有咖啡因等刺激中枢神经成分的抗疲劳功能饮料，儿童不适合经常饮用。目前北京市消费者协会已经发布消费警示：儿童、老年人及患有血压高和心脏疾病的人应当慎喝功能饮料，普通人长期饮用也对健康不利。

“红牛”在瑞典喝死人事件，说明了功能饮料是针对特殊人群的饮料，也向中国饮料企业敲响了警钟：功能饮料不是“大众饮料”。

（3）品牌忠诚度低中国功能饮料市场品牌种类繁多，既有本土品牌激活、脉动、苗条淑女等等，也有洋品牌红牛、佳得乐、雀巢能量e、宝矿力水特等等。除了中国消费者接触较早的红牛外，其他不管是本土的还是舶来的洋品牌，对全国消费者来说或多或少都有些陌生，很难谈得上对某个品牌的绝对忠诚。虽然某些国际品牌在国际市场上拥有不错的口碑，但要在中国市场建立自己的“不倒长城”，还有很长的路要走。

（4）产品同质化严重目前，从整个行业来讲，功能饮料产品同质化现象较为严重。从产品档次上看，功能饮料主要集中在3元～5元的价格区间。除了5元以上“红牛”，目前市场上具有代表性的功能饮料产品如乐百氏的“脉动”，娃哈哈的“激活”，以及百事可乐刚推出的“佳得乐”等产品基本上都在这一价格区间。从功能上看，功能饮料的功能单一，基本上就是补充水分，缓解疲劳。从口味上来讲，基本集中在青柠味和橘子味等几种口味上。

消费者的需求是多样性的，较为单一的产品满足不了消费者的需求。行业的发展和企业逐利的本能促使着功能饮料将会在不久的将来进行产品结构升级，向着多样化的方向发展。

二、市场格局

1.竞争加剧，市场集中度低

中国功能饮料市场规模从2000年的8.4亿元发展到2005年的30亿元。功能饮料市场规模扩大的同时，竞争也在加剧。2000年之前，为全国消费者所熟知的功能饮料品牌基本上只有泰国的“红牛”和有“魔水”之称的健力宝，直到2004年中国的功能饮料才遍地开花，有乐百氏的脉、娃哈哈的激活、宝矿力水特等等，到2006年初更有哈药六厂的苗条淑女和百事可乐佳得乐等加入。饮料企业参与热度远远高于功能饮料市场规模的扩展，功能饮料市场的竞争将会越来越激烈。

2004年，乐百氏凭借脉动撬动了中国功能饮料市场，在全国范围内掀起了一场功能饮料潮流。

当年，功能饮料的头三甲分别是红牛，脉动和激活。经过2005年的市场洗礼，功能饮料市场格局发生了巨大变化。2006年5月份北京家乐福销售额显示，功能饮料前五名的红牛销售额占总销售额的31％，脉动占20％，宝矿力水特占17％，力保健占13％和雀巢能量e占9％。而这一销售情况也基本上描绘出功能饮料，现阶段在北京市场上的分布图。到2005年止，洋品牌功能饮料取得市场竞争的阶段性胜利。

2006年上半年，功能饮料市场静悄悄。新产品推出和营销力度都不是很高。这是否说功能饮料战争停止了？不，这只是大战的前夜。我们预测，洋品牌不会满足现状，本土企业也不会放弃功能饮料这块蛋糕。2008年，经过充分的准备，洋品牌将会打响第一阶段的王者之战；本土品牌会卷土重来，找回失落的家园。

2.本土品牌建设不完善

2003的非典催生功能饮料市场火爆。各路英雄纷纷提枪上马赶赴战场，抢占功能饮料市场的份额。一时间，脉动、激活、他+她、尖叫等等众多功能饮料漫天飞扬，八仙过海，各显神通。在野蛮的广告战之后，脉动取得了7亿元的销售业绩，激活也有超过3亿元的不错的市场表现。但是功能饮料品牌的建设却没有及时跟上，这些品牌没有取得消费者的完全认可。2005年本土品牌功能饮料市场疲软，有的品牌不得不淡出市场。品牌建设不够完善是其中原因之一。零点研究资讯集团于2004年11月完成的《2004年城市消费者功能饮料消费现状及品牌评价研究报告》认为：目前除了脉动品牌是亚健康外，其他功能饮料品牌基本不健康。

功能饮料的发展离不开功能饮料产品品牌的健康发展。对本土功能饮料企业来说，产品品牌的建设任重而道远。

3.功能饮料市场洋影重重

与全球人均功能饮料消费量，相差6.5升的市场提升空间和14亿人口的巨大市场，国际饮料巨头怎么会错过这样的机会？当前，功能饮料的本土领军品牌脉动，就是由被国际饮料巨头达能完全控制的乐百氏推出的。达能还是推出激活的娃哈哈背后谋士。2005年，碳酸饮料巨子百事可乐将有40多年历史，占美国运动饮料85％的“佳得乐”在重庆市场试点，2006年全面铺货。韩国乐天注资1.8亿元，取得51％的澳的利的股权，欲借澳的利的销售网络进军葡萄饮料市场。可口可乐近日与广州白云山和黄中药有限公司达成合作意向，近期将推出

一款含中药的功能型饮料，可以说中国功能饮料市场上洋影重重。

随着功能饮料市场的逐渐成熟，国际品牌的饮料对中国功能饮料市场的参与将会愈加深入，功能饮料市场的竞争将会愈加激烈。

三、发展趋势

1.功能饮料蛋糕越做越大

功能饮料从上个世纪九十年代出现以来，发展速度一直保持两位数。全球人均每年功能饮料消费已经达到7公斤，而中国才0.5公斤。有关方面预测中国功能饮料占软饮料市场的百分比将会从2003年的2％上升至2006年的10％，2008年将会上升到20％。中国的功能饮料增长速度也会一直保持在20％左右，可见功能饮料还存在着相当大的市场增长空间。

2.产品发展方向的预测

2005年全球运动饮料市场增长10%，消费量达到97亿升。

目前，运动饮料的主要市场是在北美和亚太地区。在美国，运动饮料占整个软饮料48%的市场份额；在中国，运动饮料占功能饮料市场份额的一半。2005年运动饮料中国市场的销售额居亚太领先地位。

亚洲是能量饮料的主要消费市场，占全球能量饮料市场的2/3。据预测全球能量饮料的产量将达到30亿升。中国是能量饮料消费的主要地区之一，能量饮料已经占功能饮料的1/4，也建立起了比较强势的品牌，如进入中国市场较早的“红牛”。

因此，我们预测运动饮料仍然是功能饮料的主要产品，但是中国市场上能量饮料发展也会很快。

四、营销模式

1.传统的广告轰炸

没有市场基础的品牌，而又想被广大消费者认可接受，最快途径是高频率、长时间、覆盖面广的广告轰炸。这种方法虽然有点粗糙甚至有点野蛮，但却是最快、最有效的。虽然乐百氏的“脉动”和娃哈哈的“激活”都投入了过亿的高额广告费，但在收盘时几个亿的骄人战绩足以弥补广告投入。

在取得2004年傲人业绩的本土品牌，在2005年纷纷淡出功能饮料市场说明了广告具有时效性。适当的广告是必需的，但是单一的广告轰炸并不能建立和维护产品品质。品牌的建设和维护是要打持久战的，是需要向着多样化的方向发展的。

2.渠道创新

哲学家认为运动变化是绝对的，静止不变是相对的。对于企业来说，渠道的构建也是随着社会的发展而改变。网络时代的到来给企业创建渠道提供了新的途径。2005年，“品味源”实现销售额近600万元。该公司总经理称，目前品味源在全国各地的70多家有实力的经销商，其中有三分之一是通过网络建立起来的。

目前中国有17万网吧，4000万台电脑终端。隆赫达看到了机会，推出了专门为长时间在网吧上网的人开发了一种抗疲劳、抗辐射的功能饮料“网络传奇”。这种饮料仅仅通过网吧渠道，不会出现在商场、超市和街边的杂货店。“脉动”联手《梦幻西游》，通过“行动你的脉动，畅游《梦话西游》”的口号来撬开网吧渠道的大门。

秉承哪里有需求哪里就有产品的原则，我们预测功能饮料渠道与其他饮料渠道应该有所不同。功能饮料会更多的出现在学校、体育场、商务办公区附近的超市和便利店以及网吧等最接近消费者的货架上。

3.营销创新

功能饮料品牌并不全扎堆在一起，而是各自寻找细分市场和消费者的情感契合点。汇源的“他+她水”给饮料贴上性别的标签，哈六的“苗条淑女”看到了减肥市场的巨大商机等等。这些找到卖点或市场定位的产品，基本上都得到了良好的市场反应。反观娃哈哈的“激活”是纯粹的跟进派，处处都有乐百氏“脉动”的影子。2004年广告宣传砸下了近1.5亿元巨资，加上渠道优势，“脉动”取得3亿元的销售额，但是与取得同样业绩而广告费用仅0.5亿元的“他+她水”相比，这样的成绩就显得无比苍白了。

五、影响功能饮料发展的几点因素

毫无疑问，功能饮料有着辉煌的前景，但是功能饮料并没有出现像果汁饮料那般的“井喷”式的发展。

这是为什么呢？据调查，北京、上海和广州三地是功能饮料的主战场，消费者也是偶尔饮用，经常饮用较少。出现这种情况，主要是由以下几个因素在不同程度上影响中国功能饮料的发展。

1.价格

目前市场上的功能饮料的价格基本上在3～5元的区间上，远远高于饮用水1元左右的价格，与碳酸饮料、果汁、茶饮料相比也高出1元左右。一份调查资料显示，对中国多数消费者而言，3元是接受饮料价格的极限。笔者在超市与购买饮料的消费者沟通时，了解到很多消费者在被功能饮料吸引的同时，却无法接受功能性饮料高昂的价格，如今，价格是阻碍功能饮料进一步发展的绊脚石之一。

2.口味

经常能听到一些消费者在抱怨，××饮料真难喝。口味差几乎成了目前功能饮料的一个代名词。口味差的主要原因是为了实现一些功能，功能饮料不得不加入适量的盐等成分而造成的。“难喝”将一些消费者挡在功能饮料的“回头客”行列之外。怎样揭下功能饮料“难喝”标

签已经成为各功能饮料厂商的案前课题。

3.标准

目前中国功能饮料标准还不完善，只有运动饮料具有国家制定的技术标准――《运动饮料标准技术要求》，除此之外，国内尚无针对功能饮料而制订的国家及行业标准。就连什么是功能饮料还没有一个国家或者行业标准作出解释。行业监管将功能功能饮料，暂时划归到中国饮料分类标准中特殊用途饮料管理。对于功能饮料中一些营养元素添加的添加量也只是按照《食品添加剂使用卫生标准》中规定能用的用量来添加。

4.安全