新材料机遇助推化工产业转型升级

新材料机遇助推化工产业转型升级

田欢

新疆中昆新材料有限公司    新疆库尔勒    841000

摘要：我国经济发展已经转向高质量发展阶段，从量的扩张转向质的提升。现阶段，我国坚持把高水平科技自立自强作为引领高质量发展的核心驱动力。化工新材料作为我国战略性、基础性产业，是高技术竞争的关键领域，积极培育和发展化工新材料产业有助于加快形成新质生产力，增强我国高质量发展新动能。

关键词：化工产业升级；新材料；发展措施

1.化工新材料产业发展面临的机遇

1.1医疗健康领域

在医疗健康领域，国家发展改革委印发的《“十四五”生物经济发展规划》提出，要重点培育壮大医疗健康支柱产业，围绕生物医用材料等方向，增强生物医药供应链保障水平。人口老龄化的加速与人们对生活品质要求的提高，也将对医疗健康保障提出更高需求。2022年，我国高值医用耗材市场规模已超1500亿元，未来仍将以10%左右的增速快速增长，市场潜力巨大。以植入级PEEK为例，其弹性模量接近真实骨骼，且具有X射线穿透性，具备良好的可视性，有助于愈合生长和监控，在医学手术领域获得广泛应用；丙交酯–己内酯共聚物（PLCL）是新型的生物可降解材料，可通过调节PLCL的降解速度，实现药物的持续释放，提高药物的疗效和减少副作用。

1.2电子信息领域

在电子信息领域，近年来，我国在半导体领域的技术创新实现了突破，特别是在下游的设计、中游的制造和上游的装备方面，中国芯片产业逐渐走出了一条自主道路。目前，国内的芯片企业已逐渐从生产低端的计算机芯片向生产高端芯片转型。随着5G技术的快速发展，5G芯片市场已成为全球芯片企业争夺的焦点，其中，光刻胶作为芯片制造的核心材料，一直是我国大力攻关的关键材料。从树脂合成的生产技术、专利壁垒问题，到产品验证条件的缺乏，都是我国光刻胶发展亟待解决的问题。目前，我国南大光电、晶瑞电材和上海新阳等多家企业正在开展以氟化氪为曝光光源的光刻胶（KrF光刻胶）和ArF光刻胶的研制。此外，用于有机发光二极管（OLED）显示的发光层材料和液晶显示用PI膜也是电子信息领域重点关注的化工新材料。

1.3新能源领域 

多种化工新材料关乎国家经济命脉和国防安全，是实现重要领域自主可控的物质基础。但目前，我国部分产品自给率仍不足70%，推动这些材料实现自主供给，是维护经济安全和产业链供应链安全的必然选择。

比如风电叶片主要由基体树脂、增强材料、夹芯材料、结构胶等构成，其中基体树脂和增强材料合计占叶片成本的50%以上。目前主要的基体树脂包括环氧树脂、环氧乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂等，其中环氧树脂由于具有良好的力学性能、绝缘性、耐化学腐蚀性和尺寸稳定性以及较低的成本，成为目前风电叶片领域最主流的基体树脂。目前主要的增强材料是玻璃纤维和碳纤维，其中玻璃纤维是目前主流的风电增强材料，未来随着风电机组大型化趋势导致的风电叶片长度增加，强度和刚度更优异的碳纤维将获得更高的成长空间。夹芯材料和结构胶也是风电叶片的重要组成部分，分别占叶片成本的12%和1%，目前主要的夹芯材料包括巴沙木、聚氯乙烯（PVC）芯材和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）芯材，结构胶则以环氧树脂结构胶为主。从市场规模上看，环氧树脂、碳纤维和玻璃纤维在风电领域的市场规模位居前3位，是风电产业链中最值得关注的化工新材料。

2.新材料助推化工产业升级的策略

2.1集群化发展助力补链强链

集群化的发展模式有助于推动专业化的分工和创新资源的集中，这不仅能有效地分配生产要素，还能节约社会资源，加强企业之间的信息共享，并有助于降低创新和创业的成本。从世界范围看，发达国家已普遍将集群化作为提升产业国际竞争力和推进经济结构调整转型升级的有效途径之一。产业的集中发展在提升区域内企业的生产效益、增强产业的竞争力以及确保产业链供应链的安全性方面，都具有不可忽视的重要性。化工产业是我国战略性新兴产业之一，也是支撑国家经济增长的基础行业。我国的化工产业正步入高品质发展的新时期，促进化工产业的集中发展和高品质的化工产业集群建设，将有助于加强产业的内在发展动力，并推动产业向价值链的中高端方向前进。目前，国家层面出台了一系列关于加快推进产业集群发展的政策文件，为提升化工产业集聚水平提供有力支撑。自2019年起，工业和信息化部启动了先进制造业集群发展的专项行动。通过集群竞赛的形式，围绕新一代信息技术、高端装备、新材料等关键领域，全国范围内筛选出了45个具有较强竞争力和影响力的先进制造业集群。工业和信息化部的先进制造业集群竞赛被视为国内最高级别的产业集群竞赛，它代表了国内产业集群达到的最高标准。2021年，45个国家级集群的主导产业产值高达19万亿元。这些集群已经成为推动制造业向高质量方向发展的关键力量。

2.2以美为鉴，加强学习先进国家的发展战略

通过分析2022版《先进制造业国家战略（NSAM）》（以下简称NSAM）中提出的目标和实施路径，可为我国新材料产业同样关注的问题寻找借鉴。开发创新材料和加工技术方面，NSAM给出了该目标的四点实施路径：高性能材料设计和加工、增材制造、关键材料、太空制造。第一，高性能材料：通过融合基于物理学原理的计算技术和数据驱动的机器学习工具，以提升材料设计与加工的整体能力。为了简化进入市场的流程，我们需要加速高性能材料的测试、鉴定以及工艺的验证工作。第二，关于增材制造：相关工作者正在研发一个适用于所有用户的增材制造（AM）的工艺优化框架，开发一种机器学习算法，该算法能够分析大规模、安全且可互操作性强的数据流，并实施反馈控制机制，构建基于多代理系统的分布式协同设计方法。结合增材制造的技术和智能制造的平台。第三，关于关键材料方面：研发人员需要识别并融合替代的材料和技术，目的是降低或替代在高需求技术中对关键材料的依赖，探索先进的技术手段，以便从初级、二级以及非传统的来源中分离和处理关键的材料。第四，太空制造：在微重力的条件下，研发新的增材生产技术，目的是为了生产替代零件和太空的基础设备，结合机器人技术和太空增材制造技术进行深入的太空探索。

可以看到，在开发创新材料和加工技术方面，美国战略实施路径强调将尖端科技融入材料的制造和加工过程。如高性能材料设计和加工，以及增材制造中，均提出要借助机器学习、人工智能等计算机科学最新成果。在材料制造中，美国战略突出了太空制造，依托其全球领先、壁垒极高的航天科技，反哺材料产业。

2.3加大创新力度

将创新发展的重点放在未来技术的制高点上，关注终端市场需求。培育未来可以领先的技术制高点；重视终端市场产品的技术研发，提供高质量、有特色的终端市场产品；使化工新材料为助力我国制造业高水平科技自立自强，实现高质量发展和提高人民生活品质作贡献。

结语

总而言之，在未来发展中，我国的化工新材料产业在确保产业链供应链的安全、稳定、自主控制以及创造更美好生活的方面，将会承担更大的责任，并做出更大的贡献。

参考文献

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