材料工業是宏觀經濟的基礎產業，特別是新興材料，將會給工業帶來革命性變革。新材料是材料工業發展的先導，是重要的戰略性新興產業。21世紀的今天，科技革命迅猛發展，新材料產業升級、材料更新換代步伐加快。
未來最具潛力的10大新材料特種膜有哪些? 他們現在的研發和應用市場又如何?
一、光學膜
光學薄膜，是指在光學玻璃、光學塑膠、光纖、晶體等各種材料的表面上鍍制一層或多層薄膜，基於薄膜內光的干涉效應來改變透射光或反射光的強度、偏振狀態和相位變化的光學元件，是現代光學儀器和光學器件的重要組成部分。
光學膜由薄的分層介質構成，它透過介面傳播光束的一類光學介質材料。光學薄膜的應用開始於20世紀30年代。光學薄膜已廣泛用於光學和光電子技術領域，製造各種光學儀器。光學膜是在光學基膜基礎上加工完成的，光學基膜主要以聚酯切片為主要原材料，因需滿足高透光率、低霧度、高亮度等效能要求，因此，光學基膜為聚酯薄膜行業技術壁壘較高的領域。
光學膜技術簡史：光學膜距今已有近 200 年曆史，當然中國光學膜行業發展程序與世界光學膜技術的發展密不可分。19 世紀初到 20 世紀末，德國、美國等科學家在光學膜基礎科學原理探究上成果頻出，世界上第一批減反射膜誕生，光學薄膜各種重要的特性也逐漸被發現。20世紀初， 光學膜製備裝置和鍍膜產品種類的技術和製備工藝得到發展，製造光學膜的真空鍍膜機的油擴散泵出現，光學薄膜作為一類實用型光學元件在光學系統中獲得了廣泛的應用。尤其是20 世紀末 ，全球光電技術快速發展，膝上型電腦、移動手機和液晶電視等普及， 光學膜器件向高效能、高技術要求和廣闊的應用範圍的方向轉變。
壟斷及領先情況：值得一提的是，在光學膜生產及供應方面，呈現全球高度壟斷現象，光學膜全球市場主要由：日本——東麗、三菱——樹脂、東洋紡，韓國——SKC，美國——3M等生產供應，尤其是日本韓國的巨頭對光學級PET薄膜的壟斷，從而形成了在全球光學功能膜市場的領導地位。
二、柔性PI膜
聚醯亞胺（PI）薄膜是由均苯四甲酸二酐和二胺基二苯醚在強極性溶劑中經縮聚並流延成膜再亞胺化而成的薄膜類絕緣材料。PI膜以其優良的耐高溫特性、力學效能及耐化學穩定性成為當前最佳的柔性基板材料。
PI膜為黃色透明狀，相對密度在1.39 ~1.45之間，具有優良的耐高低溫性、電氣絕緣性、粘結性、耐輻射性、耐介質性等，能在－269℃～280℃的溫度範圍內長期使用，被廣泛應用於航空、航天、機械、電氣、原子能、微電子、液晶顯示等高技術領域，並已經成為全球火箭、宇航等尖端科技領域不可缺少的材料之一。
柔性基板材料對摺疊手機而言，傳統玻璃材料堅硬易碎，而柔性基板材料取代傳統剛性玻璃基板是實現產品柔性的關鍵要素之一，PI膜以其優良的耐高溫特性、力學效能及耐化學穩定性成為當前最佳的柔性基板材料。
比如《中國製造2025》中提出，到2020年，柔性顯示要達到300PPI解析度中小尺寸柔性AMOLED顯示屏，可彎曲直徑<1cm；2025年，100英寸級、可卷繞式8K4K柔性顯示，中小尺寸可摺疊顯示屏。
PI是耐高溫可達400攝氏度以上的有機高分子材料之一，長期使用溫度在200~300攝氏度之間，無明顯熔點，具備高絕緣效能，在隔膜材料中效能極佳。它具有優良的耐高低溫性、電氣絕緣性、粘結性、耐輻射性等特殊屬性，因此可取代傳統的ITO玻璃，並且大量應用在可摺疊手機裡的基板、蓋板和觸控材料。其中黃色PI在柔性OLED裡主要應用於基板材料和輔材，CPI(透明PI)主要應用蓋板材料和觸控材料。
壟斷及領先情況： PI產業鏈包括上游PI樹脂和基膜的製成，以及精密塗布和後道加工程式，其中樹脂和基膜的製成是全球壁壘最高的環節，值得一提的，世界領先的公司有：日本宇部、韓國科隆等全球巨頭。中國大約有50家PI薄膜製造廠商，尤其隨著柔性屏手機的爆發和其他消費電子產品的大量應用功能，PI有望成為新材料中的“新貴”。
三、偏光片PVA膜
是電子顯示行業的上游關鍵材料之一，其本質為一種複合膜，主要由PVA膜、TAC膜、壓敏膠、離型膜和保護膜等複合而成。其中PVA膜是偏光片實現偏光功能的核心材料，決定了偏光片的偏光效能、透過率、色調等關鍵光學指標。
聚乙烯醇（PVA）膜的組分主要是碳氫氧等輕原子，具有高透明性和高延展性，還有良好的碘吸附作用以及成膜特性等特點，是偏光片的核心原材料。
PVA膜能起到偏光作用是因為它能吸附二向性分子，比如應用最廣泛的碘系PVA膜： 在未經處理前的PVA分子鏈雜亂分佈，PVA膜上吸附的碘分子也雜亂無章，當PVA膜加以延伸定向後其上的碘分子也有序分佈，吸附碘的二向吸收分子延伸配向，使PVA膜具備偏光的功能，從而決定偏光片的偏光效能、透過率、色調等關鍵光學指標。
國家發改委釋出的《增強制造業核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》對偏光片及配套膜材料提出了明確的發展目標，主要包括TFT-LCD用偏光片和配套醋酸纖維素(TAC)膜、聚乙烯醇(PVA)膜等。檔案指出，偏振度可根據使用者需求在95～100%定製調整，綜合性能達到高世代(6代以上)TFT液晶顯示器配套需求;偏光片用光學聚酯基膜透光率大於88%，透光度小於1%，綜合性能滿足偏光片配套需求;單套裝置規模達到1000萬平方米/年。尤其是2020年國內偏光片市場規模有望達到53億美元，佔全球市場份額的40%左右。
壟斷及領先情況：中國PVA膜市場主要被日本可樂麗壟斷，可樂麗本身是全球高階PVA樹脂原料的主要供應者之一。可樂麗在PVA光學膜領域的壟斷地位得益於其整合化的生產體系，可實現從高階PVA樹脂，到偏光片用PVA膜的生產，再到PVA膜的表面處理的一體化生產。據可樂麗資料，可樂麗PVA樹脂供應量早在2018年就佔全球約40%，尤其是偏光片用PVA膜的供應量更是佔到全球供應量的80%。國外重要公司：可樂麗（Kuraray）、LG化學（LG Chem）、三星電機（Samsung SDI）、日本電工（Nitto）、住友化學（Sumitomo Chem）等；國內公司：皖維高新、三利譜、東旭光電、盛波光電、勝寶萊。
四、高效能水汽阻隔膜
高效能水汽阻隔膜，是近年來全球各大材料公司爭先研發和佈局的前沿核心材料，沒有高等級的水汽阻隔膜產品，柔性顯示、柔性電子、柔性照明、柔性光伏、柔性感測等下游柔性產業將很難啟動。在即將到來的物聯網時代，感測器將無處不在，水汽阻隔膜將引領感測器走向柔性化、輕量化和可穿戴化，以柔性印刷電子為基礎的柔性感測應用前景廣闊，包括紅外感測、機器人感測，智慧穿戴感測，生物醫療感測等，印刷電子一旦爆發，對水汽阻隔膜的需求同樣十分巨大。
壟斷及領先情況： 高階顯示用水汽阻隔膜在全球來看只有兩家企業能生產，一家是美國3M，另外一家是後起之秀，中國的康得新。值得一提的是，康得新自主研發的全球首條卷繞式大寬幅高效能封裝阻隔膜生產線成功投產，水汽阻隔WVTR值可達到10-6克/平方米/天，這是當今全球業內效能等級最高的封裝阻隔膜。事實上，在康得新成功實現量產之前，高等級水汽阻隔膜僅有美、日個別廠商可以少量供貨，但產品結構複雜、良率及產能較低，價格十分昂貴，成為制約國內上述柔性市場發展的主要瓶頸。康得新高效能水汽阻隔膜的成功投產，徹底解決了國內柔性產業發展所面臨的核心材料瓶頸，將帶動我國柔性產業實現全面崛起。
五、異方性導電膠膜
異方性導電膠是一種基材a與基材b之間塗布貼合，限定電流只能由垂直軸z方向流通於基材a、b之間的一種特殊塗布物質，兼具單向導電及膠合固定的功能，可以解決一些以往聯結器無法處理的細微導線連線問題。
當今世界電子產品正朝著行動式、小型化的方向發展，無疑對於電路組裝技術提出了更高的要求，尤其是傳統的錫焊封裝材料和技術已無法滿足行業的發展需要。異方性導電膜的出現徹底打破了傳統封裝材料和工藝的侷限性，完全滿足了現代大規模積體電路微電子的封裝要求。
壟斷及領先情況： ACF屬於高技術功能性材料，全球85%以上的ACF市場份額被日本佔據。由於ACF產業化的技術難度高，各個國家一直對相關技術進行嚴密封鎖，值得關注的是，中國蘇州微邦材料科技有限公司卻研發出適用於手機及其他電子產品的導電膠膜，並獲得了國家專利技術。從全球ACF市場來看，蘇州微邦研製生產的ACF產品已經與日本的索尼、日立等國外ACF品牌形成行業鼎立之勢，並廣泛使用於攝錄放影機，筆記型計算機，移動終端或個人數字處理器等電子裝置生產當中。
六、特種光學
所謂光學PET薄膜，是為改變光學零件表面光學特性而鍍在光學零件表面上的一層或多層膜就是光學PET薄膜。光學PET薄膜按應用分為反射膜、增透膜、濾光膜、光學保護膜、偏振膜、分光膜和位相膜。常用的是前4種。
光學級聚酯薄膜突出特點：具有低霧度和高透光率、表面光潔度高、厚度公差小等出色的光學效能，主要用於高階液晶顯示器材中的擴散膜、增亮膜、反射膜、抗靜電保護膜、觸控式螢幕中的保護膜以及軟性顯示器用膜等領域。液晶面板上游原材料中，光學膜在背光模組、偏光片、液晶材料中均有使用。液晶顯示是目前主流的平板顯示技術，廣泛應用於液晶電視、膝上型電腦、顯示器和手機等領域。而在整個TFT-LCD生產過程中，光學薄膜的需求總面積大約是面板的15-20倍，成本約佔液晶面板的15~20%。
中國正在成為全球最大的平板顯示器材生產大國，並且國內觸控式螢幕行業爆發式增長，促使光學薄膜的需求量迅猛提高，光學薄膜已成為光電產業鏈前端最為重要的戰略原材料之一。
七、高導熱石墨膜
石墨膜是一種石墨的薄膜，因為碳元素是非金屬元素,卻具有金屬材料的導電,導熱效能,還具有有機塑膠一樣的可塑性，且還有特殊的熱效能,化學穩定性,潤滑和能塗敷在固體表面的等等一些良好的工藝效能,因此,導熱石墨在電子,通訊,照明,航空及國防軍工等許多領域都得到了廣泛的應用。石墨膜主要用於電子產品內部避震散熱。
高導熱石墨膜是近年利用石墨的優異導熱效能開發的新型散熱材料。該產品是在特殊燒結條件下對基於碳材料的高分子薄膜反覆進行熱處理加工，而製成的導熱率極高的片狀材料。石墨膜具有獨特的晶粒取向，沿兩個方向均勻導熱，片層狀結構可很好地適應任何表面，遮蔽熱源與元件的同時改進消費類電子產品的效能。廣泛應用於：膝上型電腦、智慧手機、LED燈和可穿戴裝置等。
壟斷及領先情況：由於未來智慧手機市場將仍保持超過10%的增長率，對高導熱石墨膜需求非常高。尤其在Win10、超大屏等新趨勢下，平板電腦的出貨量也進一步提升。可穿戴裝置也快速發展。全球在該行業主要參與者為：日本松下，美國Graftech、日本Kaneka和中國的碳元科技，因此，行業集中度較高。
石墨膜海外巨頭：
日本松下
日本松下元器件公司是日本松下集團旗下公司，該公司從 1998 年起由日本松下元器件北海道千歲工廠開發生產 PGS 石墨膜，早在2012 年該公司開發出了厚度僅為 10μm 厚的石墨膜產品。
Graftech
始建於 1886 年，是世界上最大的石墨電極生產者，同時也是世界上最大的石墨炭素製品供應商。1996 年在紐約交易所上市。
Kaneka
日本大型化工產品上市公司，主要產品包括多功能塑膠、膨脹塑膠、合成纖維等。
八、質子交換膜(PEM)
是質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的核心部件，對電池效能起著關鍵作用。它不僅具有阻隔作用，還具有傳導質子的作用。全質子交換膜主要用氟磺酸型質子交換膜;nafion重鑄膜;非氟聚合物質子交換膜;新型複合質子交換膜等。
壟斷及領先情況：迄今為止最常用的質子交換膜(PEMFC)仍然是美國杜邦公司的Nafion膜，具有質子電導率高和化學穩定性好的優點，值得一提的是，PEMFC大多采用Nafion等全氟磺酸膜，國內裝配PEMFC所用的PEM主要依靠進口。
九、鋁塑膜
鋁塑膜所要求的指標很多，其中最重要的指標也是與普通複合膜不同的地方是：1）極高的阻隔性;2）良好的冷衝壓成型性;3）耐穿刺性;4）耐電解液穩定性;5）電效能(包括絕緣性)。
壟斷及領先情況：由於鋁塑膜生產工藝難度較高，大部分國產鋁塑膜在耐電解液腐蝕性、衝深效能等方面不過關，因此，全球及國內鋁塑膜市場主要被日本DNP印刷、日本昭和電工等少數日本企業所壟斷。
比如早在2017年全球鋁塑膜市場中，日本DNP的市場佔有率為45%，昭和電工的市場佔有率為29%，兩者合計達到了74%，全球市場優勢地位十分明顯。
捷威動力電芯開發室經理馬博士曾經表示，國產鋁塑膜在可靠性方面和進口產品仍然很大差距，且成本也不是很低。業內人士一致認為，從3C到動力，鋁塑膜的國產化替代趨勢將與隔膜相似。
全球鋁塑膜巨頭：
（1）大日本印刷株式會社（DNP）
大日本印刷株式會社（DNP）成立於1876 年，總部位於日本東京，作為綜合印刷企業，業務範圍涵蓋情報交流、成像應用技術、生活空間、電子材料、PET容器用無菌灌裝系統等。在鋁塑膜業務領域，DNP主要採用熱法工藝製備鋁塑膜，產品型別以88～152μm為主，2017年全球市場佔有率約為45%。
（2）昭和電工株式會社
昭和電工株式會社成立於1939年，總部位於日本東京，業務範圍涵蓋石油化學、化學品、電子、無機、鋁等產品。在鋁塑膜業務領域，昭和電工主要採用幹法工藝製備鋁塑膜，產品型別以88、113、122、152、153μm為主，2017年全球市場佔有率約為29%。
（3）新綸科技股份有限公司
中國新綸科技股份有限公司成立於2002年12月，於2010年1月在深圳證券交易所上市，證券程式碼002341。目前的業務涵蓋電子功能材料、新能源材料、光電顯示材料、電子材料構件、智慧模塑、科創及淨化工程和個人防護七大核心業務領域。在鋁塑膜業務領域，新綸科技主要採用幹法工藝製備鋁塑膜，產品型別以113、115μm為主。2019年度，新綸科技軟包鋰電池鋁塑膜產能為4,200萬平米，產量為1,699萬平米，銷量為1,339萬平米，銷售額為28,387萬元。
（4）上海紫江新材料科技股份有限公司
上海紫江新材料科技股份有限公司成立於1995年12月，為上交所上市公司紫江企業（600210.SH）的控股子公司，主要從事鋰電池包裝鋁塑膜的研發、生產和銷售。上海紫江新材料科技股份有限公司主要採用幹法工藝製備鋁塑膜，產品型別以88、113、123、152μm為主。
（5）道明光學股份有限公司
道明光學股份有限公司成立於2007年11月，目前的主營業務根據應用場景及領域的不同細分為個人安全防護材料及製品、車輛安全防護材料及製品、玻璃微珠型道路安全防護材料及製品、微奈米稜鏡型反光材料及製品、液晶顯示用背光材料及模切元件、鋰離子電池封裝用材料、光電薄膜/板材、高效能離型材料等幾大板塊。在鋁塑膜業務領域，新綸科技主要採用幹法工藝製備鋁塑膜，產品型別以86、113、152μm為主。
十、反滲透膜
反滲透膜是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜，是反滲透技術的核心構件。反滲透技術原理是在高於溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜 而將這些物質和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等。系統具有水質好、耗能低、無汙染、工藝簡單、操作簡便等優點。
反滲透膜廣泛用於電力、石油化工、鋼鐵、電子、醫藥、食品飲料、市政及環保等領域，在海水及苦鹹水淡化，鍋爐給水、工業純水及電子級超純水製備，飲用純淨水生產，廢水處理及特種分離過程中發揮著重要作用。
反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯肼膜、芳香族聚醯胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5~10nm之間，透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好，而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團，因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。
工作原理: 反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液;高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到滷水。
壟斷及領先情況：中國已成為全球反滲透膜最重要的生產國家之一，產量佔比約為18.98%，僅次於美國。我國也是最大的反滲透膜消費國家，消費量佔全球反滲透膜消費量的比例達到25.99%，不過，也有部分膜產品與發達國家尚存一定差距，仍然具有較大提升空間。比如電滲析膜為例，電滲析技術主要包括倒極電滲析(EDR)、液膜電滲析(EDLM)、填充床電滲析(EDI)、雙極性膜電滲析(EDMB)、無極水電滲析等，與國際水平相比，我國的ED工藝水平已接近世界先進水平，但均相離子交換膜卻20多年仍沒有工業化，對氯鹼工業用的全氟離子交換膜主要靠進口解決。
總的來說，我國的電滲析膜品種較少，耐溫、耐氧化、耐酸鹼和耐汙染等效能較差，難以進行高濃度濃縮和不同離子的分離。
全球反滲透膜巨頭：
1）美國陶氏：陶氏是一家多元化的化學公司，運用科學和技術的力量，不斷創新，為人類創造更美好的生活。公司透過化學、物理和生物科學的有機結合來推動創新和創造價值，全力解決當今世界的諸多挑戰，如滿足清潔水的需求、實現可再生能源的生產和節約、提高農作物產量等。
陶氏以其一體化、市場驅動型、行業領先的特種化學、高新材料、農業科學和塑膠等業務，為全球約180個國家和地區的客戶提供種類繁多的產品及服務，應用於包裝、電子產品、水處理、能源、塗料和農業等高速發展的市場。
2）深圳藍膜
深圳藍膜水處理有限公司是一家致力於環保水處理裝置生產、銷售和服務於一體的創新型企業，致力於為使用者提供效能卓越、安全穩定的環保水處理產品。
作為一家創新型環保水處理企業，藍膜為數千家客戶提供了產品及服務，客戶覆蓋了電子、電力、石油、化工、市政、鋼鐵、冶金、食品醫藥等數十個行業領域。為客戶提供了環保水處理系統解決方案、水處理裝置系統整合、工程總承包以及水處理運營等相關服務。
3）美國海德能：美國海德能公司（HYDRANAUTICS）創立於1963年，總部位於美國加利福尼亞州Oceanside市。1987年併入日本日東電工集團，是日本日東電工株式會社在美國的全資子公司之一。日東電工（NITTO DENKO）株式會社是一家專業生產各種高分子材料的跨國公司，在世界各地設有一百多家子公司，
海德能公司自1970年進入反滲透水處理領域以來，一貫堅持追求先進的生產技術，最高的產品質量和完善的客戶服務。經過三十五年的不懈努力，已成為在世界上分離膜製造業中最著名、產品規格及品種最多、生產規模最大的卷式反滲透膜生產廠商之一，也是美國最早透過ISO-9001國際認證的反滲透膜生產商。
4）日本東麗：東麗公司是世界上最早從事反滲透膜技術開發的企業之一，是公認的先驅者。早在二十世紀60年代就開始膜技術的基礎研究，從原材料的選用、制膜技術的開發以及膜元件構造的設計等，為這一技術在超純水、海水淡化、汙水再利用等水處理領域的應用發展做出了卓越的貢獻。
現在東麗已成為世界上少數的能同時提供醋酸纖維膜和聚醯胺複合膜的廠家，同時東麗也是世界一傢俱有RO、NF、UF、MF、MBR、纖維濾布等全系列膜技術研發與向市場提供全系列商業化膜產品的廠家。
5）韓國世韓：世韓是韓國（株）世韓（SAEHAN）集團於1998年8月在中國成立的合資企業。世韓膜集團前身是韓國三星（SAMSUNG）集團子公司合纖公司，現已成為韓國排名前30位的大型集團公司，其產品覆蓋了多種行業和領域，產品包括：世韓膜、世韓“CSM”RO膜、世韓納濾膜、世韓超濾膜、世韓反滲透膜、世韓純水機、世韓RO直飲機、家用RO純水機、世韓水家電、世韓軟水機、世韓純水機、世韓淨水器、世韓水處理裝置、等的生產，其產品已獲得了ISO—9002及ISO-14001的認證。
世韓是世界上同時擁有反滲透膜生產技術和純水機生產技術的公司，並已獲得了日本“JHP”認證”、美國“FDA 認證”、在中國世韓公司獲得“CCC”認證、中國“MA”國家衛生部批件和國家壞境保護總局、中華人民共和國衛生部、國家質量監督檢驗檢疫總局聯合頒發的壞境與健康產業發展貢獻獎。
6）時代沃頓-匯通：中國的時代沃頓科技有限公司主要從事反滲透和納濾膜元件的研發、製造和服務，擁有膜片製造的核心技術和規模化生產能力，是國內最大的複合反滲透膜專業化生產企業，也是擁有強大技術支援的系統設計與應用服務的提供商。
目前公司擁有9個系列50多個規格品種的複合反滲透膜和納濾膜產品，全系列反滲透膜產品皆採用最先進的低汙染技術，其產品品質已達到國際先進水平，其中一些型號膜元件的脫鹽率已經達到99.8%。
7）匈牙利蘇伊士GE：GE專注於世界至關重要的需求，以卓越人才和領先技術，致力解決最具挑戰的議題，提供包括能源、醫療、家庭、交通運輸和金融領域的解決方案。
GE水處理隸屬於GE發電裝置與水處理集團，是全球領先的純淨水處理、迴圈水處理、原水廢水處理以及工藝生產過程處理的知名供應商，服務於煉油、化工、鋼鐵、電力、食品飲料、醫藥、電子和市政等行業。
