“ 国之利器”背后的角力
——全球“化工新材料”发展趋势透析
□ 本刊记者 胡 琴
新材料、信息技术和生物技术共同构成了当今世界高新技术的三大支柱，也成为各个国家抢占未来发展的制高点。当今人们生活的方方面面都少不了新材料的身影——竞技体育中，鲨鱼皮泳衣使用增加浮力的聚氨酯纤维材料，能减少约3%水的阻力，穿上它会游得更快；社会生活中，新能源汽车采用工程塑料及碳纤维组成，这种车自重轻、排放少，绿色节能；国防装备中，发达国家的防弹衣均为芳纶材质。芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有助于提高军队的作战能力……因此，化工新材料作为各个国家“国之利器”的重要组成部分，受到广泛的重视，各国纷纷将发展新材料产业作为国民经济发展和国防实力加强的重要推动力。分析和学习各国化工新材料发展的规划重点，对我国化工新材料未来发展有很强的启示作用。
发展趋势：“新、精、尖”
当前，世界新材料产业的发展已经凸显出如下趋势：一是新材料的发展更加注重可持续发展，即重视新材料开发、生产和使用中的资源环境保护、回收和再利用；二是新材料产业整合重组趋势加剧，跨国公司发挥更大作用，跨国公司通过战略联盟、大量的研发投入、产业技术及市场标准的制定，在竞争中处于优势或垄断地位；三是新材料的发展由国防军事需求转向经济社会需求；四是未来新材料的发展将围绕人类生活质量的提高而展开；五是新材料向多功能、智能化方向发展，开发与应用联系更紧密。
化工新材料对于高水平经济发展的重要性已经成为全球共识。新能源开发、信息处理和应用、生态环境保护、卫生医疗保健已经成为新材料发展的根本动力。随着新材料技术的突破，产品将实现智能化、多功能化、环保化、复合化、低成本化及按照用户要求进行定制。特别在面对人口持续增长、气候变暖、能源和水资源不足等诸多挑战，以及居民对健康、环境品质要求不断提升的情况下，对化工材料性能的要求也在不断提高；而化工新材料的开发与应用，为这一系列问题提供了解决方案，取得了显著效果。譬如，新型保温隔热材料使建筑更加舒适、节能，有效缓解了城镇化带来的能源增长负担；利用新型化工材料制造的人工器官和医疗器械，极大提高了人类的生命与医疗质量；新型光电材料使太阳能电池转化效率不断提高，轻量高强树脂的开发则使巨型风电叶片制造成为现实。这些都是化工新材料在新能源领域做出的突出贡献。新型密封阻隔材料使得食品更加新鲜，净化过滤膜使得水质更加清洁，从而不断提升人类的健康质量。特种耐高温、超级润滑材料在航空航天领域成功应用，使得人类的太空探索范围不断扩大。
发展目标：“高、大、上”
近些年，在美、日、欧等发达国家，采用常规工艺生产通用化学品的市场空间逐渐压缩，化工新材料的市场份额则逐步扩大。其中，价值更高、性能更突出的高端化工新材料的开发与应用倍受关注，特别是新能源、电子信息、生物医药、环保等行业的发展，为高端化工新材料产业带来了巨大机遇。在欧美，化工新材料开发主要集中在航空航天、绿色建筑和交通行业；而亚洲领先国家则更多关注化工新材料在电子、光电以及太阳能等行业的应用。
2011年美国提出了“材料基因组计划”，并在2012年财政预算中新增1亿美元用以支持该项计划。“材料基因组计划”借鉴了“人类基因组计划”的思路，其目的是从对材料的最基本组分（原子-分子-化合物）的了解出发，揭示物质构成、不同元素排列与材料功能之间的关系，通过基本材料单元的不同排列组合制造出具有特殊功能的新型材料产品。该项计划有着更强烈的实用需求背景，也是美国为保持其在先进材料及高端制造业领域领先地位的一大举措，同时也反映出新材料已经成为各国战略层面的关注重点。
与此同时，各国也根据其实际情况，纷纷制定了自己本国的发展战略。
表1 部分发达国家的新材料发展战略
国家 新材料战略目标
美国 保持本领域在全球的领导地位，支撑信息技术、生命科学、环境科学和纳米技术等
发展，满足能源等重要部门和领域对新材料的需求
日本 保持产品的国际竞争力，注重实用性，在尖端领域赶超欧美
欧盟 着力推动催化剂、光学材料和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生学、
纳米生物技术、超导体、复合材料、生物医学材料以及智能纺织原料等10大新材
料的发展，保持航空航天材料的竞争优势
德国 注重材料技术创新，确保新材料技术国际先导地位
俄罗斯 发展新材料，提高国家的经济竞争力，在航空与国防方面与美国抗衡
韩国 强化新材料研发，力争成为继美国、日本、德国之后的世界新材料第4强国
我国发展差距：“老、泛、弱”
如果将化工材料当成一座金字塔的话，位于化工材料金字塔最底层的主要是通用树脂、通用合成橡胶和大宗纤维产品等“大宗通用材料”，这个层面产量最大，应用最广泛，但是产品附加值不高，受制于原料、外部市场等的影响较大。近年来，国外较为发达国家主要通过跨国公司等形式将部分产能转移到发展中国家。
在“大宗通用材料”之上的可称为“化工新材料”，自下而上分为“新型合成材料”、“高性能先进材料”和“超级材料”三个层级。其中，“新型合成材料”包括较为常见的特种橡胶与弹性体、通用工程塑料、特种纤维等。这些产品的生产技术已相对较为成熟、大多数在我国均可生产，但在牌号等级、品种质量上与国外相比还有差距。譬如，合成橡胶中，中国七大胶种虽然全部实现了国产化，但牌号数量要比国外先进水平少很多，如丁腈橡胶（NBR）中国只能生产5个牌号，而国外牌号有300个之多；碳纤维，我国只实现了东丽公司T300级别产品的产业化生产，更高级别的产品还处于实验室或中试水平；工程塑料领域，中国已是聚苯硫醚生产大国，但是牌号只有40个左右，而国外先进水平达到70个左右。
而更上一层的“高性能先进材料”主要包括氟硅橡胶、氟硅树脂、特种弹性体、特种工程塑料以及高性能纤维等。这些产品已经由国际领先化工公司实现了量产，但在我国仅有少数实现了产业化，大多数仍处在开发阶段。位于金字塔顶端的新材料产品在强度、耐热、耐磨、抗蚀等方面具有一般材料无法比拟甚至超过常识的性能，因此称为“超级材料”。这些产品属于国际化工新材料开发的前沿和高端，并已经应用到一些特殊领域，但在我国除了极个别产品之外，还基本没有生产。
可见，国内化工新材料产业想从“大”到“强”，任重道远，“角力”仍将继续。