医疗和食品领域应用更安全的G-树脂，原位合成的抗菌树脂，拉伸倍率大、速度快的BOPE树脂，可制成柔性触摸屏的碳纳米管透明导电膜，环境友好型阻燃塑料，智能化的高分子成型系统，聚合物加工中的数值模拟技术，……近日在南京召开的“2016塑料新材料、新技术、新成果交流会暨中国塑协专家委员会年会”上，一批来自高校、研究院的先进技术及高端产品让代表们大开眼界，也为塑料加工行业未来的升级趋势和创新方向提供了思路，推进了产学研的进一步联姻。
技术追赶进入后半程
塑料加工行业既是为经济社会提供产品、配件和材料的国民经济基础性产业，也是为消费者提供安全、卫生、优质可靠产品的民生产业，同时是推动新材料产业发展的重要组成部分。“十三五”期间，塑料加工行业如何继续把握重要战略机遇、进一步赶超国际先进水平、推进产业结构调整转型升级？
中国塑料加工工业协会第六届理事会理事长钱桂敬认为，塑料加工业的发展进入了更加依赖技术创新的阶段，行业自身在创新发展上面临着严峻挑战。经过“十一五”和“十二五”的快速发展，塑料加工业已完成了产业成长期向产业成熟期的过渡，在技术和装备方面与国外的差距正不断缩小，可以说技术追赶已进入后半程。在这种情况下，不可能再像改革开放初期那样，利用国外现成技术和装备，发挥后发优势，实现跨越式发展。技术快速跨越的空间在缩小，步伐将明显放缓，支撑塑料工业发展的技术、装备将更多地依赖自主创新和集团创新。因此，行业先进技术要从引进为主向引进和自主创新并重过渡，最终实现以自主创新为主。
钱桂敬指出：“一些颠覆性技术的出现正在塑造世界竞争的新格局，创新驱动已成为获取竞争优势的首要考虑。这种变化既是我们实现赶超跨越的历史机遇，也会使我们面临的差距有拉大的危险。一是全球进入高强度的研发时代，全球研发投入加速增长；二是创新全球化和网络化特点越来越明显，技术、人才等创新要素跨国流动的规模空前增加，创新已不再局现于内部研发，而是以技术、资本等多种手段整合国内外创新资源，推动研发组织向全球化和专业化发展，带动研发外包的新模式出现；三是跨国公司主导整合全球资源的力度不断加大，其凭借资金实力、技术储备、研发能力和人才优势加大整合全球创新资源，以确保领先优势。塑料加工业的研发投入偏低，因为小企业居多，这方面和国外差距很可能会越来越大。
可喜的是，近些年来，我国塑料加工业技术进步取得了显著成效，大量进口的高端产品可以为行业提供重要的学习机会。一些技术基本和国外处于同一起跑线上，还有一些技术已处于国际领先水平。钱桂敬建议，行业要在少量的技术并行轨道上，利用新材料的研发，在竞争中能脱颖而出，迈向领跑新行业。
行业创新多措并举
与会专家认为，塑料加工业的创新应从原材料、加工工艺、智能控制手段等多方面入手。
作为塑料加工业重要的原材料，“十三五”期间，新型合成树脂的开发将帮助塑料加工业迈向高端。中国石化首席专家、北京化工研究院副院长乔金樑指出，人类可持续发展面临来自能源、粮食、水、医疗与健康方面的挑战，以合成树脂为原料的塑料制品对人类应对这些挑战发挥着巨大的作用，同时也是未来创新的方向。节能保温材料的推广，可以节约大量能源；农用大棚膜和地膜的使用，将为农作物增产作出重要贡献；高阻隔氧气的低成本材料可以延长食品保质期，减少食品浪费；仿生蜘蛛丝和仙人掌结构的材料，可以帮助干旱地区收集空气中的水分……
新加工技术的出现也为塑料加工行业带来了机遇。中科院化学所研究员王德禧认为，虽然受制于技术瓶颈，目前3D打印技术的市场渗透率不足8%，但如果可以突破这些瓶颈，那么此项技术的市场渗透率将达到92%，其产值将在2020年超过1000亿美元。据王德禧介绍，全球特种工程塑料相关的3D打印技术正引起国内外巨头的极大关注，带动了一批新加工材料的涌现，从而帮助塑料加工水平实现质的突破。瞿金平院士课题组研发的体积拉伸流变塑化输运技术改变了高分子材料塑化加工过程中剪切形变与拉伸形变作用的主次关系，突破了百年来高分子材料产业以“螺杆”为标志的发展模式。与传统螺杆塑化加工设备相比，体积拉伸流化塑化加工设备具有挤压系统长度缩短、塑化输运能耗降低、挤出稳定性提高、大分子链降解减少、混合混炼效果提高和制品力学性能提高等优势，是国内外高分子材料成型加工领域的重大创新。
与此同时，全球加工业进入智能转型期，对塑料加工业带来了巨大挑战。智能工厂、智能产品与智能供应链相互支撑的智能制造体系正在加快构建，我国塑料加工业技术力量薄弱，创新能力不足，面对智能转型的艰巨任务，起步晚、难度大，差距更大。与会专家认为，在这一问题上，企业切忌盲目跟风，必须加紧补课，首先要补工业2.0的课，主攻工业3.0，有条件的大企业要不失时机的推动智能转型。在塑料加工的智能化生产方面，香港科技大学化学与生物分子工程系杨毅教授认为，注塑成型是最重要的塑料成型方式，占比30%以上，注塑产品利润率在5%～10%。企业经常遇到在确认模具、材料没有问题、工艺参数也调好后，注塑过程中仍然出现欠注、气泡、焦痕等问题，这通常是料桶温度、注射速度、保压压力等过程参数没有控制好的原因。未来要想实现提质增效，要遵循单机精密注塑→单机智能注塑→智能化工厂的渐近式发展模式。
由于聚合物的种类多、物性差别大，影响工艺过程和控制产品质量的因素很多。实现不同品种聚合物的螺杆混合挤出成型工艺，以往凭借经验设计螺杆和模具，花费大量的人力物力，试制新产品周期长、费用高，有的产品研制还存在未知不安全因素。北京理工大学教授陈晋南认为，数值模拟技术对于分析研究聚合物加工成型机理，指导工程开发，优化设备结构方面有着重要意义。在应用软件新技术方面，国内与国外的企业存在很大差距。发达国家使用材料软件研究材料配方，预测材料的性能，优化配方后，再先后在实验室、工厂研制新材料，大大缩短了新材料的研发周期，节省了成本，提高了本质安全的程度。国内企业在合成树脂应用模拟技术方面还有很大差距。
关注功能化、轻量化、生态化和微成型
钱桂敬认为，企业要牢牢把握科技创新的大方向，紧紧跟踪塑料加工业最新动态和发展趋势。“十三五”期间，功能化、轻量化、生态化和微成型将是技术进步的方向，也是塑料加工业缩小与先进水平差距、推动产业升级的重要努力方向。
功能化是塑料作为国民经济重要基础性产业的标志。功能化主要体现在两大领域：
一是工程塑料。PC、PPS、PBT、PA、POM等通用工程塑料，以及改性聚烯烃和聚酯合金广泛应用于汽车、电子、家电、机械、建筑等多个领域，这是当前塑料工业增长最快的领域，对现代高新技术产业起重要支撑作用。当前汽车轻量化对工程塑料提出了新的更高要求。如PC替代玻璃、纤维增强塑料、汽车座椅去钢化等。随着国家新兴战略产业和航空航天、国防的快速发展，特种高性能塑料发展迅速。各种高强、高韧、耐高（低）温、耐磨、耐腐蚀、导热、绝缘高性能工程塑料需求迅速增加，一些高性能产品、特种工程塑料产品不断问世，聚酰亚胺（PI）、聚砜（PSF）、聚醚酮（PEK）、杂萘联苯型聚醚砜酮共聚产品（PPESK）、液晶聚合物（LCP）已成功应用在多个领域。当前行业需要集中研发更多新兴战略产业、国防工业等高性能特种工程塑料。
二是各种高性能薄膜产品。第一是以光学基膜为代表的屏用光学膜，动力电池、储能电池光伏发电用膜等必须摆脱产品仍以进口为主的局面，大力实施替代进口战略。第二是力争在微滤、超滤膜膜、纳滤膜、反渗透膜等功能膜材料和成型工艺的突破。
轻量化技术是推动塑料加工业发展革命性变化的重要技术。相关单位要积极研发和应用新材料和新工艺。一是积极研发、应用新材料和新工艺，要进一步开发各种高强度、高阻隔材料与制备，超高分子量聚乙烯、改性PET、乙烯与乙烯醇共聚物（EVOH）、聚偏二氟乙烯等材料，特别要加强纤维增强材料、石墨烯、碳纤维的研究应用，为轻量化打好基础，同时加快研发和推广微納层叠共挤、多层复合等成型工艺。二是进一步提高完善物理、化学工艺，特别是超临界CO2发泡技术，要在降低制品重量和改善性能方面实现新的突破。同时积极开发微孔塑料等新产品。三是大力开发轻质高强材料，为汽车、轨道交通、航空服务。
生态化是未来塑料加工业重要发展方向。据美国能源部预测，到2020年，来自植物可再生资源的聚合物材料应用将增加到10%，而2050年更有可能达到50%。我国在发展生物质分解塑料已广泛应用在包装、食品包装、地膜等领域，但生物基合成材料的原料目前仅限于淀粉、蔗糖、植物油等粮油生物质材料上，我国耕地少、人口多的国情不允许大量应用，也是不可持续的。因此必须在充分开发纤维素、半纤维素、木质素等材料，生物基合成材料制备技术目前还仅限于微生物发酵法，还应进行化学催化法等研究。
微成型技术是塑料加工业精密智能装备、模具和先进成型工艺的集中体现。微成型作为聚合物微納尺度制造科学的前沿，在光电通讯、影像传输、信息储备、医疗器械、高端复杂结构零件等方面有广泛的应用。随着3D打印、微注塑、微压印等技术的成熟，微成型技术及制品已走上快速发展轨道。“十三五”期间要在“高速化、精密化、智能化”装备和精密模具上取得新的突破，要在特种原料、检测元件等方面取得突破。
与会专家指出，当前塑料加工行业创新体系还未完全建立，研发机构高度分散，课题重复问题凸显，未能在全行业形成合理分工。未来发展中，行业要加快整合创新资源，建立以企业为主体的创新体系，建成各类创新主体互动和创新要素顺畅流动、高效配置的生态体系。一是要加快产学研用的深度融合，促进中小企业借力发展；二是随着产业内上下游界限、行业界限、区域界限的模糊，要更好地形成跨界融合的趋势，加快建立包括原料、助剂、模具在内的垂直创新体系的建立，推动联合创新；三是要科学组合，合理分工，避免创新资源的浪费。