一、前言
在当今科技迅速发展的时代背景下，先进高分子材料崭露头角，成为推动材料领域创新的引擎。特种橡胶、特种工程塑料、特种纤维等先进高分子材料在航空航天及特种装备领域广泛应用，凭借其卓越性能和多功能特性，展现了其巨大的市场潜力。然而，在发展过程中，我们面临着研发成功率低、市场认证时间长、应用量相对较小等挑战。为了克服这些困难，我们需要在政策、技术和市场三方面共同努力只有通过政策支持、技术创新和市场拓展的多管齐下，先进高分子材料才能更好地服务于国家战略需求，为推动我国产业升级和科技进步贡献更大力量，引领我国材料科技走向更为繁荣和创新的未来。
二、发展历史
先进高分子材料的发展源远流长。20世纪初，人们主要研究天然高分子材料，如橡胶和纤维素。随着聚合物化学的兴起，20世纪40-60年代，合成聚乙烯、聚丙烯等塑料广泛应用。进入90年代，特种橡胶、特种工程塑料等高性能高分子材料崭露头角，应用领域拓展至航空航天、汽车制造等高科技领域。21世纪以来，绿色高分子材料备受关注，推动材料产业向更环保、可持续发展方向迈进。整个发展历程不仅推动了材料科学进步，也为各产业提供了坚实支持。
1. 人类使用高分子材料可以归纳为以下四个阶段：
第一阶段（时间大约是7千年前至19世纪中叶），是被动地使用天然高分子材料阶段。这一时期的高分子材料有，大漆及其制品、蚕丝及织物、麻、棉、羊皮、羊毛、纸、桐油等。
第二阶段（从19世纪中叶到20世纪20年代），是对天然高分子材料进行化学改性，从而研制新材料阶段。在这阶段中，人类首次研制出合成高分子材料（酚醛树脂）。这一时期的高分子材料有，硫化橡胶，赛璐珞（硝基纤维素脂）、硝基纤维素酯，人造丝、纤维素粘胶丝、酚醛树脂清漆和电木等。
第三阶段（20世纪30年代至60年代），是人类大量研制新合成高分子材料阶段。在这一阶段，“高分子科学”概念已经诞生，大批高分子化学家投入到新聚合物的合成和新材料开发的研究领域。从而导致了至今天仍有重要意义的大批通用高分子材料的诞生。例如，顺丁、丁苯、丁纳等合成橡胶的出现；尼龙66、聚酯（PET）、聚丙烯腈等合成纤维的出现；聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、有机硅、有机氟、杂环高分子等塑料和树脂的出现。
第四阶段（从20世纪60年代至今），是人类对高分子材料大普及、大扩展阶段。在这个阶段，人类对上述聚合物的使用更加合理，聚合物生产的价格更为低廉，从而使高分子材料渗透到国民经济及人类生活的各个方面，使高分子材料成为了人类社会继金属材料，无机材料之后的第三大材料。
2. 国内外合成高分子材料发展历程：
（一）国外
1869年，美国化学家海厄特（John Wesley Hyatt，1837－1920）通过天然的纤维素加工获得了“赛璐珞”，这是人类发明的第一种合成塑料。三年后，第一个生产赛璐珞的工厂在美国建成投产，标志着塑料工业的开始。 
赛璐珞拨片
1907年美国化学家贝克兰（Leo Hendrik Baekeland，1863－1944）完全由人工合成出了高分子酚醛树脂，拉开了人类应用合成高分子材料的序幕。
1915年，为了摆脱对天然橡胶的依赖，德国用二甲基丁二烯制造合成橡胶，在世界上首先实现了合成橡胶的工业化产生。
1920年德国科学家Staudinger提出了高分子的长链结构，形成了高分子的概念，从而开始了用化学方法制备合成高分子的时代。
自1929年开始，美国科学家卡罗瑟斯（Wallace Hume Carothers，1896－1937）研究了一系列的缩合反应，验证并发展了大分子理论，促成了尼龙-66的问世。随后，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、脲醛树脂、聚硫橡胶、氯丁橡胶……形形色色合成高分子材料相继问世，迎来了现代高分子化学的蓬勃发展。
1953年，德国化学家齐格勒（Karl Waldemar Ziegler，1898－1973）和意大利化学家纳塔（Giulio Natta，1903－1979）发明了适用于常压催化乙烯聚合的齐格勒-纳塔催化剂。这种催化剂不仅应用于塑料合成，而且在合成橡胶等其它有机合成中都有广泛用途。 
齐格勒（左）纳塔（右）
更重要的是，它能使乙烯在常温常压下进行聚合，工艺简单、生产成本低，并带动了其它与不同金属配合的配伍聚合催化剂的开发，加速了高分子合成材料工业的发展。
近年来，合成高分子化学向结构更精细、性能更高级的方向发展。如超高模量、超高强度、难燃性、耐高温性、耐油性等材料；生物医学材料；半导体或超导体材料；低温柔性材料以及具有多功能性的材料。
（二）国内
中国的高分子研究起步于50年代初。当时国内一批高分子研究的先驱者，分别在不同领域开展了高分子方面的研究工作。
唐敖庆先生于1951年在中国化学会志上发表了关于橡胶分子尺寸计算的我国首篇高分子科学论文，并在吉林大学开展了高分子统计理论的研究。
中国科学院长春应用化学研究所于1950年开始了合成橡胶和纤维素化学的研究工作；王葆仁先生于1952年在中国科学院上海有机化学研究所建立了有机玻璃和尼龙6的研究小组（后来迁京成为中国科学院化学研究所的一部分）；冯新德先生于50年代初在北京大学开设了高分子化学专业并开展了相关研究工作；何炳林先生于50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究工作。
钱人元先生于1952年在中国科学院长春应用化学研究所、1953年在中国科学院上海有机化学研究所分别建立了高分子物理化学研究组，开展高分子溶液性质研究（1956年由上海迁京,成为中国科学院化学研究所的一部分）；钱保功先生于50年代初在中国科学院长春应用化学研究所开始了高聚物黏弹性能及高分子辐射化学的研究。
徐僖先生于50年代初期在成都工学院（现四川大学）开设了塑料工程专业并开展了塑料加工成型研究。在他们的带领下，我国的高分子化学、高分子物理以及高分子工程等三个分支学科领域的研究。
三、主要挑战
1. 研发成功率
首先，研发成功率低是一个严峻问题。先进高分子材料的研发需要巨额投资，但成功率却相对较低，增加了投资的风险。解决这个问题的关键在于降低投资风险。为此，我们可以采取多层次、多方面的策略。鼓励头部企业主导新材料研发是一种途径，因为这些企业具备规模优势和多样化的业务，能够降低现金流风险。其次，深度资助科研院所，以降低人才和设备寻找的成本，使其能够更专注于研发投资，推动新材料技术的不断创新。同时，可以考虑将新材料项目进行证券化，将其打包成资本性项目，通过金融市场融资，并分摊风险，提高项目的可持续性和稳定性。这样的综合策略将有助于推动我国先进高分子材料产业的健康发展。
2. 市场认可
其次，难以获得市场认可也是一个制约先进高分子材料应用的因素。为了加速市场认可我们的新材料，我们可以采取一系列措施。加强材料机理研究，深入了解材料结构与性能的关联，这样有助于更容易找到各种应用场景。借助计算机辅助研发，提高研发效率，通过先进的计算模型和仿真技术，加速新材料的研发过程。同时，为了加快新材料的上市速度，我们需要增加实验人员和实验频率，以更快的速度将新材料推向市场，满足不断增长的需求。这些策略的综合应用将有助于促进我国先进高分子材料产业的快速发展。
3. 市场用量
最后，提高先进高分子材料的应用量是关键。为了推动先进高分子材料的应用范围，我们应采取多层次的创新策略。首先，拓展应用领域，基于对材料性能的深入了解，积极探索新的应用场景，确保材料在不同领域都能够得到充分发挥。其次，创新材料的形态，寻找适应新应用领域的解决方案，推动材料的进一步应用。最重要的是，深刻了解行业本质，深入挖掘各个行业的需求，开展新的应用研究，确保先进高分子材料与行业需求紧密结合，为市场提供高效、创新的解决方案。这些创新策略的采用将有助于促进我国先进高分子材料产业的持续发展。
四、未来前景
在国家政策的有力支持下，先进高分子材料正迎来蓬勃发展的机遇。我们特别关注需求潜力大、增长速度快、可拓展性强的领域，包括高端装备领域、新能源领域、电子信息技术中的5G通信和芯片制造、以及节能环保领域的节能照明、气体分离和水处理，还有医疗健康领域的医疗器械制造。这些行业的蓬勃发展不仅推动了我国经济的增长，也为先进高分子材料市场需求提供了持续增长的动力，促使我国在创新和产业发展方面取得更大突破。
高分子材料产业具有良好的市场前景，将进一步增强规模优势，降低生产成本，同时进一步布局下游产业发展，提升原材料配套能力，完善上下游产业链，做大做强新材料产业链。
高分子材料是近代各技术部门中不可缺少的材料，其用途多样，作用突出，可作为下游塑料、橡胶、树脂、涂料、纺织等制品产业的原料，并广泛应用于汽车工业、电子电器、建筑工程、医疗卫生、纺织、轨道交通等日常生活所需的各行各业。
高分子材料行业上游产品的性能和质量越高，产品链越向下游延伸越宽广，不同产品之间的依赖程度越高，更能获得好的经济效益。高分子材料行业下游产品的链条就越长，品种就越丰富，所适应的市场面就越宽广。
高分子材料行业产业发展离不开市场的引领作用，新能源汽车、生物、高端装备、新能源、环保节能、轨道交通等产业的发展迫切需要品种众多的功能性化工新材料支撑。
在生产企业方面，在国家政策扶持下，我国从事研究和生产高分子材料的企业数量不断增加，包括广东鼎立森新材料、成都拓利科技股份、河南银金达集团、北京新宇阳科技、西安蓝深新材料、江苏瑞泰科技、上海朗亿功能材料等。我国是高分子材料生产大国，但不是生产强国，高分子材料产业结构不平衡，高端产品仍依赖进口。
高分子材料兼具传统高分子材料性能及特殊修饰基团带来的多功能，下游应用涉及到生物医用、航天航空、电子电器等多个领域，伴随下游产业高质量发展，高分子材料市场发展潜力巨大。我国高分子材料行业发展迅速，但产业结构不均衡，未来产业结构仍需不断优化调整。
我国高分子材料行业需求将达到843万吨，高性能合成橡胶需求规模达到796万吨，有机硅、聚氨酯、涂料、胶粘剂需求将分别达到875、696、3127、1690万吨。
中国高分子材料消费量逐年上升，从2627万吨增长到3683万吨，但增幅呈现波动变化趋势，高分子材料增幅达到13.21%，为近五年来巅峰，随后增幅逐年缩窄，高分子材料达到4.84%；年均复合增长率8.8%;
现代工程技术的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
高分子材料行业是新材料产业的一个重要分支，是基础化学工业最具活力和发展潜力的领域。发展化工新材料产业在突破国内资源“瓶颈”，环境保护、调整产业结构，保持石油和化学工业平稳、高分子材料较快和可持续发展方面“大有可为”。
高分子材料在前沿新材料领域，我国将重点发展石墨烯、3D打印、超导、智能仿生等4大类14个分类材料。其目的是为满足未来十年战略新兴产业发展，以及为高分子材料制造业全面迈进中高端进行产业准备；高分子材料并形成一批潜在市场规模在百亿至千亿级别的细分产业，高分子材料为拉动制造业转型升级和实体经济持续发展，提供长久推动力。
21世纪是信息的世纪，也是智能的世纪，智能化已经成为研究的热点，利用高分子材料存储、传递、处理信息的功能，是高分子材料研究的重要方向，一旦取得突破，将带来高分子智能材料领域和人工智能领域的飞跃式发展。
五、总结
发展先进高分子材料是一条充满挑战但充满希望的道路。在国家、社会、人才和企业各个层面，都需要齐心协力，共同致力于推动我国先进高分子材料产业的蓬勃发展，迎接未来的挑战。国家在政策引导方面扮演着关键角色，应加大对先进高分子材料领域的支持力度，制定更为精准的政策，鼓励企业加大研发投入，培养高素质研发团队。社会应当加强对先进高分子材料应用的认知，推动市场对新材料的认可，从而创造更广阔的市场空间。
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