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未来十年高分子材料重点开展领域及需求分析
?中国制造2025?围绕经济社会开展和国家平安重大需求，选择10大优势和战略产业作为突破点，力争到2025年到达国际领先地位或国际先进水平。十大重点领域是：新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。
图表　高分子材料十大重点开展领域

数据来源：产研智库
为指明十大重点领域开展趋势、开展重点，引导企业创新活动，国家制造强国建立战略咨询委员会特组织编制了?中国制造2025?重点领域技术路线图，其中提到与高分子材料直接相关工程如下：
1、降低船体摩擦阻力涂料
重点突破新型高性能降阻涂料技术、船底空气润滑降阻技术等。
2、低温材料与防寒设备
重点开展适用于极地航行船舶低温材料、泵、阀件等核心液压元件低温启动和密封技术研发。
3、轻量化车身
实现复合材料/混合材料技术突破，降低本钱，在新能源汽车上应用率到达30%，自主率超过50%。
4、高性能聚烯烃材料
突破高熔融指数聚丙烯、超高分子量聚乙烯、发泡聚丙烯、聚丁烯-1〔PB〕等工业化生产技术，实现规模应用。
5、聚氨酯树脂
重点开展环保型聚氨脂材料如水性聚氨酯材料，加快开展脂肪族异氰酸酯等原料。
6、氟硅树脂
重点开展聚偏氟乙烯、PET、其它氟树脂以及硅树脂、硅油等。
7、特种合成橡胶
重点开展异戊橡胶并配套开展异丁烯合成异戊二烯；开展硅橡胶、溶聚丁苯橡胶和稀土顺丁橡胶；开展卤化丁基、氢华丁腈等具有特殊性能橡胶等。
8、生物基合成材料
重点突破生物基橡胶合成技术，生物基芳烃合成技术，生物基尼龙制备关键技术，新型生物基增塑剂合成及应用关键技术，生物基聚氨酯制备关键技术，生物基聚酯制备关键技术，生物法制备根底化工原料关键根底技术等。
9、生物基轻工材料
重点开展聚乳酸〔PLA〕、聚丁二酸丁二酯〔PBS〕、聚对苯二甲酸二元醇酯〔PET、PTT)、聚羟基烷酸〔PHA)、聚酰胺〔PA)等产品。PLA关键单体L-乳酸和D-乳酸光学纯度达99.9%以上，本钱下降20%；PBS关键单体生物基丁二酸、1，4-丁二醇提高生物转化率达5-10%；PTT关键单体1，3-丙二醇以木薯淀粉、甘油等非粮原料发酵生产，PTT纤维聚合纺丝实现产业化；PA关键单体戊二胺硫酸盐成品纯度高于99%，本钱下降20%。
10、特种工程塑料
重点开展基于热塑性聚酰亚胺〔PI〕工程塑料树脂、杂萘联苯型聚醚砜酮共聚树脂〔PPESK〕、高端氟塑料加工成型特种纤维、过滤材料、耐高温功能膜、高性能树脂基复合材料、耐高温绝缘材料、耐高温功能涂料、耐高温特种胶粘剂。热塑性聚酰亚胺工程塑料树脂，粘度0.38dL/g，Tg=230-310℃，Td5%>500℃，拉伸强度>100MPa，弯曲强度>150MP，本钱<15万/吨；杂萘联苯型聚醚砜酮共聚树脂，Tg=263-305℃×1016Ω·cm，本钱降低到PEEK50－70％。高端氟塑料主要性能指标：超纯氟塑料制品：PTFE固体表现密度SSG≤2.147g/cm3,PTFE树脂拉伸强度＞28MPa，伸长率＞350%，绝缘强度＞3.5KV/mil。满足SEMI标准中C12要求；耐上下温氟材料功能膜、特种氟纤维及过滤产品：满足高端环保要求，PTFE树脂要求压缩比＞3000，拉伸强度＞28MPa，伸长率＞360%；油气及化工流体输送用泵、阀门及管道用PVDF树脂要求密度1.75-1.77g/cm3,熔指0.5-2.0g/10min,熔点156-165℃，热分解温度≥390℃，含水率≤0.10%，玻璃化温度≤-35℃，脆化温度≤-62℃。
11、先进纺织材料
〔1〕高端产业用纺织品
2021年实现可吸收缝合线、血液透析材料自主产业化，局部替代国外进口产品；满足热、生化、静电、辐射等功能防护要求；高温过滤、水过滤产品性能满足各应用领域要求；土工材料满足复杂地质环境施工要求。2025年，满足多功能复合防护要求，同时实现轻质、舒适和局部智能化，过滤产品寿命和稳定性进一步提升，实现低本钱应用和智能化监测预警等功能结合。
〔2〕功能纺织新材料
2021年，阻燃极限氧指数﹥32，无熔滴，滴水扩散时间﹤1s，能耗降低20%。2025年高端产品根本实现自给。
〔3〕生物基化学纤维
2021年PTT纤维原料1，3-丙二醇纯度大于99.5%，本钱控制在1.5万元/吨以下；聚乳酸耐热温度≥110℃，单体纯度≥99.9%，PLA纤维断裂强度大于3.5g/d，断裂伸长30%-35%。2025年PLA纤维生产本钱接近PET生产本钱。
12、高性能别离膜材料
〔1〕海水淡化反渗透膜产品
脱盐率大于99.8%，水通量提高30%，海水淡化工程到达200万吨/日，装备国产化率大于80%。
〔2〕陶瓷膜产品
装填密度超过300m2/m3，本钱下降20%，需求量到达20万m2，突破低温共烧结技术，形成气升式膜别离装备，能耗下降30%。
〔3〕离子交换膜产品
膜性能提高20%，氯碱工业应用超过1000万吨规模，突破全膜法氯碱生产新技术和成套装置。
〔4〕中空纤维膜产品
在自来水生产、污水处理等领域应用超过1000万吨/日，膜面积超过2000万m2。
〔5〕渗透汽化膜产品
渗透通量提高20%，膜面积到达10万m2，突破大型膜组器和膜集成应用技术，推广应用规模超过百万吨溶剂脱水和回收，节能30%以上。
13、高性能纤维及复合材料
〔1〕高性能碳纤维及其复合材料
2021年国产高强碳纤维及其复合材料技术成熟度到达9级，实现在汽车、高技术轮船等领域规模应用；2025年，国产高强中模、高模高强碳纤维及其复合材料技术成熟度到达9级；力争在2025年前，结合国产大飞机研发进程，航空用碳纤维复合材料局部关键部件取得CAAC/FAA/EASA等适航认证。碳纤维〔T800级〕拉伸强度≥5.8GPa，CV≤4%，拉伸模量294GPa，CV≤4%。
〔2〕高性能对位芳纶纤维及其复合材料
2025年国产对位芳纶纤维及其复合材料技术成熟度到达9级。
建立统一标准高性能纤维材料技术体系，攻克系列化高性能纤维高效制备产业化技术，开展与国产高性能纤维相匹配复合材料基体材料、设计技术、成型工艺、性能表征、应用验证及回收再利用等研究，确保重大装备需求。对位芳纶断裂强度20－22cN/dtex，断裂伸长率-4%；聚酰亚胺纤维单丝纤度为2.0dTex，强度＞4cN/dTex，极限氧指数为38%。
〔3〕其他高性能纤维及其复合材料
重点开展金属基、陶瓷基先进复合材料、构件及相关工艺装备；聚酰亚胺纤维单丝纤度为2.0dTex，强度＞4cN/dTex，极限氧指数为38%；超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维、高强度高模量聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚四氟乙烯纤维、碳化硅纤维等重要品种；开发高性能PBO纤维，拉伸强度5.8GPa,模量270GPa，极限氧指数为68%。
14、新一代生物医用材料
〔1〕再生医学产品
研制出5-10种应用于骨、皮肤、神经等组织再生修复生物活性材料，高端再生医学产品年产规模50亿元。
〔2〕功能性植/介入产品
开发出5-10项应用于心血管、人工关节、种植牙、视觉恢复等临床治疗生物医用材料，高端功能性植/介入产品年产规模30亿元。
〔3〕医用原材料
实现重要原材料国产化，支撑量大面广医用耗材、渗透膜、可降解器械等产品，实现年产规模30亿元。
15、3D打印用材料
〔1〕其它3D打印特种材料
突破适用于3D打印材料产业化制备技术，建立相关材料产品标准体系。
〔2〕医用增材制造技术〔3D打印技术〕
适于3D打印技术可植入材料及修饰技术，碳纳米与石墨烯医用材料技术、用于个性化制造全面解决方案，包括检测、计算机辅助设计与制造技术等。
16、智能仿生与超材料
〔1〕可控超材料与装备
实现特定频段内电磁波从吸波与透波可控转换，或者将特定频段内吸波或透波转换为辐射电磁波。
〔2〕仿生生物粘附调控与别离材料
实现长效抗海洋生物粘附〔3年，低于5%〕，环境无毒害；实现高效粘附调控富集别离99%以上；获得2-3种长效仿生抗海洋生物粘附涂层材料及仿生高效别离技术与装备。
〔3〕柔性智能材料与可穿戴设备
实现柔性仿生智能材料“卷对卷〞生产，实现电磁可调、智能传感、0-360度任意弯曲、与人体兼容。整体突破仿生生物粘附调控与别离材料大面积制备与涂层黏合技术；智能材料柔性化、大面积制备和生物兼容技术；具有智能化和仿生特性自适应可控式超材料联合设计技术。
17、石墨烯材料
〔1〕电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料
较现有材料充电时间缩短1倍以上，续航里程提高1倍以上。
〔2〕海洋工程等用石墨烯基防腐蚀涂料
较传统防腐蚀涂料寿命提高1倍以上。
〔3〕柔性电子用石墨烯薄膜
性价比超过ITO，且具有优异柔性，可广泛应用于柔性电子领域。
〔4〕光/电领域用石墨烯基高性能热界面材料
石墨烯基散热材料较现有产品性能提高2倍以上。
整体突破石墨烯规模制备技术，石墨烯粉体分散技术，石墨烯基电极材料复合技术。
18、医疗器械先进治疗设备
〔1〕大型重离子/质子肿瘤治疗设备、图像引导放疗设备、高清电子内窥镜、高分辨共聚焦内窥镜、数字化微创及植介入手术系统、手术机器人、麻醉机工作站、自适应模式呼吸机、电外科器械、术中影像设备、脑起搏器与迷走神经刺激器等神经调控系列产品、数字一体化手术室、可降解血管支架、骨科及口腔材料植入物、可折叠人工晶体等。
〔2〕关键零部件
大热容量X射线管〔8MHU以上〕、新型X射线光子探测器、超声诊断单晶探头、面阵探头〔2000阵元以上〕、微型高频超声探头〔血管或内窥镜检测〕，3T以上高场强超导磁体、MRI用多通道谱仪〔64通道以上〕、CT探测器、PET探测器〔基于硅光电倍增管〕、可降解血管支架材料、透析材料、医用级高分子材料、植入电极、临床检验质控用标准物质等核心部件。