雖然近年來(lái)我國(guó)化工新材料在創(chuàng)新成果、創(chuàng)新體系、應(yīng)用水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面都不斷提升，但產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用脫節(jié)問(wèn)題依然突出，材料品種少、成本高、加工方式單一等成為化工新材料面臨的共性問(wèn)題。在11月23日于?？谡匍_(kāi)的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展與政策研討會(huì)上，與會(huì)專家針對(duì)化工新材料的難題和痛點(diǎn)，從創(chuàng)新機(jī)制、創(chuàng)新文化和創(chuàng)新方向上提出建議。
發(fā)展迅速差距仍大
我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)趙俊貴介紹，今年前三季度我國(guó)化學(xué)工業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入7.30萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)14.5%，其中合成材料主營(yíng)收入增速達(dá)到24.4%，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增長(zhǎng)79.8%，繼續(xù)領(lǐng)先。涉及新材料產(chǎn)業(yè)的800家上市公司中有236家高分子材料公司。
化工新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際先進(jìn)水平“并跑”甚至“領(lǐng)跑”。在前沿領(lǐng)域，超材料、超導(dǎo)材料、液態(tài)金屬等材料研制取得重要進(jìn)展，大尺寸石墨烯薄膜、新體系電池材料等一批成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
但我國(guó)化工新材料在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在較大差距，部分高端化工新材料國(guó)內(nèi)仍未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，部分產(chǎn)品雖已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但技術(shù)不成熟、成品率低，產(chǎn)品質(zhì)量與進(jìn)口產(chǎn)品差距大，只能滿足中低端要求，無(wú)材可用、有材不好用、好材不敢用的現(xiàn)象十分突出。
“從整體上來(lái)看，我國(guó)化工新材料總量?jī)H占世界的14.9%，遠(yuǎn)低于美國(guó)的28%。從品種看，我國(guó)高性能膜材料、特種橡膠、高性能氟硅材料、高端纖維材料僅占世界總量的5.1%、5.6%、6%和2.6%，高端材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口，已成為我國(guó)能源新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約。”趙俊貴說(shuō)。
痛點(diǎn)突出問(wèn)題顯現(xiàn)
工信部原材料工業(yè)司副處長(zhǎng)羅其明分析了我國(guó)化工新材料在創(chuàng)新機(jī)制上存在的問(wèn)題：一是材料先行戰(zhàn)略沒(méi)有得到落實(shí)，材料滯后研制還比較明顯；二是研發(fā)投入不足、技術(shù)儲(chǔ)備不足、共性技術(shù)供給不足等問(wèn)題十分突出，如制備碳纖維的精密計(jì)量泵、石墨化爐等我國(guó)尚未突破；三是產(chǎn)業(yè)布局亂，低水平重復(fù)建設(shè)、地區(qū)產(chǎn)業(yè)雷同、企業(yè)小散弱；四是推廣應(yīng)用難，一些新材料產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用脫節(jié)問(wèn)題很突出；五是支撐體系散，標(biāo)準(zhǔn)、牌號(hào)、檢測(cè)評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)庫(kù)等產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)尚未形成體系；六是人才團(tuán)隊(duì)短缺，學(xué)科建設(shè)、人才積累非常薄弱，已成為發(fā)展的核心掣肘。
中科院化學(xué)研究所徐堅(jiān)博士認(rèn)為，我國(guó)的化工新材料產(chǎn)業(yè)的主要挑戰(zhàn)來(lái)自于文化，目前還是喜歡“抱孩子”，習(xí)慣于把別人的新材料技術(shù)直接拿過(guò)來(lái)用，而不是自己認(rèn)真做研發(fā)，從“胎教”開(kāi)始一步步“養(yǎng)孩子”。
除了在創(chuàng)新機(jī)制和創(chuàng)新文化上存在問(wèn)題，成本高、種類少和加工方式單一可以說(shuō)是不同門類的化工新材料存在的共性痛點(diǎn)。3D打印材料是當(dāng)前新材料領(lǐng)域炙手可熱的一個(gè)研發(fā)領(lǐng)域，中國(guó)鑫達(dá)首席官馬慶維表示，目前的3D打印材料種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)加工方式的材料，除了傳統(tǒng)的PLA、以及一些工程塑料ABS等以外，高性能的工程塑料和特種工程塑料3D打印材料還很缺乏；價(jià)格高既有原材料的因素，也有成型加工技術(shù)的因素；性能不足是限制3D打印材料應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵因素，現(xiàn)階段3D打印制件的力學(xué)性能相比傳統(tǒng)加工方式還有很大差距。
化工新材料的一個(gè)大門類高性能工程塑料的狀況也是如此。傳統(tǒng)工程塑料存在耐熱性和溶解性呈反向變化關(guān)系，耐熱溫度越高，溶解性就越差，甚至不溶解，致使其合成難，成本高，加工方式單一（只能熱成型加工），應(yīng)用領(lǐng)域受限?？茖W(xué)界和工業(yè)界都十分關(guān)注開(kāi)發(fā)耐高溫可溶解的新品種；希望實(shí)現(xiàn)高性能、低成本、可控制備。
破難消痛專家支招
針對(duì)化工新材料領(lǐng)域存在的難題和痛點(diǎn)，羅其明從宏觀層面提出九項(xiàng)建議，一是突破重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域急需的新材料；二是布局一批前沿新材料；三是強(qiáng)化新材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新體系建設(shè)；四是加快重點(diǎn)新材料初期市場(chǎng)培育；五是突破關(guān)鍵工藝與專用裝備制約；六是完善新材料產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系；七是實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”新材料行動(dòng)；八是培育優(yōu)勢(shì)企業(yè)與人才團(tuán)隊(duì)；九是促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)特色集聚發(fā)展。
與會(huì)專家則針對(duì)不同的化工新材料門類提出具體的研發(fā)建議。有專家認(rèn)為，要破解高性能工程塑料的應(yīng)用掣肘，必須把研發(fā)重點(diǎn)放在結(jié)構(gòu)和工藝創(chuàng)新上。在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上，針對(duì)聚芳醚溶解性差的問(wèn)題，從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，引入扭曲非共平面結(jié)構(gòu)，阻礙結(jié)晶，改善溶解性。
在工藝創(chuàng)新上，針對(duì)傳統(tǒng)工藝難以得到高相對(duì)分子質(zhì)量聚芳醚的技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)新催化體系和新溶劑體系，提高相對(duì)分子質(zhì)量。通過(guò)這兩個(gè)創(chuàng)新，最終創(chuàng)制出既耐高溫又可溶解、綜合性能優(yōu)異的高分子量新型聚芳醚高性級(jí)樹脂。
鑫達(dá)集團(tuán)的3D打印高分子材料在業(yè)內(nèi)產(chǎn)銷第一，針對(duì)3D打印材料的瓶頸，他們認(rèn)為，降低成本、拓展材料種類、提升制品性能、開(kāi)發(fā)高性能的工程塑料和特種工程塑料是3D打印行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。馬慶維還十分看好3D打印技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用前景。“在汽車開(kāi)發(fā)階段，3D打印技術(shù)在縮短周期，節(jié)省成本，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。3D打印技術(shù)的介入將會(huì)重塑汽車行業(yè)。”馬慶維說(shuō)。
國(guó)防科技工業(yè)科技成果推廣轉(zhuǎn)化研究中心高級(jí)工程師、北京機(jī)械工程學(xué)會(huì)材料分會(huì)秘書長(zhǎng)呂德龍建議，要關(guān)注連續(xù)玄武巖纖維的研發(fā)應(yīng)用。碳纖維是軍民兩用的新材料，但目前生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)難度大，而連續(xù)玄武巖纖維是碳纖維的低價(jià)替代品，以連續(xù)玄武巖纖維為增強(qiáng)體可制造各種性能優(yōu)異的復(fù)合材料。同時(shí)，連續(xù)玄武巖纖維還是一種性能優(yōu)良的高溫過(guò)濾材料，具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕、不吸水、過(guò)濾效率高等特點(diǎn)，可與耐高溫的陶瓷纖維相媲美。“目前我們研發(fā)的纏繞加工玄武巖纖維復(fù)合管材、玄武巖纖維復(fù)合面板、玄武巖纖維復(fù)合筋等產(chǎn)品，已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。”呂德龍說(shuō)。（記者 趙鳳莉）
轉(zhuǎn)自：中國(guó)化工報(bào)
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