日前，由中石油（上海）新材料研究院有限公司與美國化學文摘社（CAS）聯合編制的《全球高分子材料前沿：數據驅動的創新趨勢全景分析》報告發布。報告指出，全球高分子材料創新重心顯著向亞洲轉移，亞太地區已成為全球聚合物創新的中心，中國在柔性電子、儲能及膜分離技術等戰略領域的基礎研究產出與專利布局均處于領先地位，全球聚合物創新版圖正在加速重構。
中國成無可爭議高分子創新龍頭
CAS代總裁蒂姆·瓦爾伯格表示，當前，高分子科學正呈現多點爆發、加速演進的態勢，僅憑傳統經驗已難以應對行業快速變化，唯有借助數據驅動的視角，才能精準洞察創新源頭。該報告以CAS全球數據庫近百萬份文獻為分析樣本，通過文獻計量、自然語言處理技術梳理行業創新圖譜。
報告地域分析結果顯示，全球聚合物研發活動高度集中于亞洲地區，尤其是中國，這一趨勢從根本上重塑了全球創新版圖。在統計期內，中國累計貢獻期刊論文超過10.5萬篇、專利族約36.5萬個，分別占全球總量的約40%和56%。從絕對規模來看，中國在聚合物創新領域的產出已超過其后四個國家/地區的總和，是無可爭議的全球高分子創新龍頭。在專利申請方面，中國國有企業也占據絕對主導地位。其中，中國石化以超過1萬個專利族位居首位，中國石油緊隨其后，擁有約4000個專利族。石油和天然氣巨頭龐大的專利組合，深刻反映了中國依托原料優勢垂直整合的能力，走出從基礎石化生產向高附加值聚合物材料轉型的戰略路徑。
報告指出，全球聚合物創新格局正經歷著根本性的地域與結構性重塑。中國機構在學術論文和專利申請方面的絕對主導地位，標志著全球材料科學領域的一次歷史性變革，必將對全球供應鏈、技術標準制定及創新路徑產生深遠影響。尤其值得關注的是，專利活動在亞洲呈高度集聚態勢，且在產業端表現尤為突出，充分表明全球聚合物創新重心已明顯東移。
四大聚合物新興應用脫穎而出
報告基于數據統計，總結了業內最為關注的幾大聚合物新興領域，包含儲能系統中的聚合物、可持續聚合物、柔性電子器件用聚合物、聚合物膜領域。
在四大重點應用領域中，聚合物在儲能導向型應用中呈顯著增長態勢，正加速融入各類儲能系統。在電池領域，含氟聚合物具有優異的化學穩定性與離子導電性，對下一代電池隔膜和黏結劑至關重要；丁苯橡膠應用正從傳統領域向先進的電池黏結劑與柔性電極材料拓展。在電容器方面，聚酰亞胺與聚噻吩圍繞其作為高性能介電材料與可調導電材料的研發仍在持續推進，而聚環烯烴、SBR、聚酰胺纖維（芳綸）及聚乙烯縮醛因輕質、柔性、高頻及耐高溫特性獲較高增長率。
可持續聚合物則正從小眾應用邁向主流工業應用。以聚己內酯（PCL）為例，其在環境應用領域增長率高達500%，主要用作環境修復中的緩釋基質，通過緩慢的降解動力學特性，可實現活性成分的持續釋放，以滿足土壤處理等應用需求；在生物醫學應用領域增長53%，作為長期植入材料，其較長的降解周期與組織重塑的時間需求高度契合。
在柔性電子領域，聚合物應用范圍已拓展至活性功能組件，包括直接影響器件性能的導電、半導體、介電及阻隔材料，同時發揮著至關重要的保護與集成作用，作為封裝材料、膠黏劑及環境阻隔層，確保器件在反復變形及多種工況下的長期可靠性。
聚合物膜領域技術穩步走向成熟，在水處理、氣體分離、化學加工，尤其是能源存儲領域的戰略地位日益提升。其發展呈現二元格局——含氟聚合物（PVDF、PTFE）和聚烯烴（PE、PP）等成熟聚合物廣泛應用；PVA、PEG、SBR、SBS及生物基聚合物等功能性材料發展迅猛。當前該領域的研發日益傾向于具有更優機械穩定性、離子導電性、化學耐受性及可持續性的聚合物。
聚合物科學正演變為賦能型技術平臺
報告指出，盡管行業已取得上述顯著成就，但還存在許多挑戰。
一是學術研究與商業應用之間仍存在顯著的轉化鴻溝，尤其是在動態網絡、導電聚合物及生物基電子材料領域。這表明需要建立新的合作模式，以打通基礎理論研究與工業應用之間的壁壘。二是地域發展失衡既蘊藏機遇，也暗藏風險。盡管亞洲機構在文獻產出規模上占據明顯優勢，但從引文影響力來看，西方機構在突破性創新方面仍保持領先地位，這表明兩種創新模式具有互補性。三是對于大宗應用而言，可持續性、性能與成本三者之間的優化仍難以實現。盡管技術不斷進步，但要同時實現環境友好、功能優異與經濟可行的目標，仍是可持續替代品大規模應用所面臨的挑戰。
以聚酯為例，這種材料是目前全球產量最高的纖維材料，但它的原料來自化石資源，還存在微塑料污染問題以及紡織品回收利用率偏低的問題，使其成為可持續發展議題的焦點。當前，學術界和產業界正在協同發力，開發兼具生物基、可生物降解及可循環利用特性的下一代聚酯材料。隨著法規體系日益傾向于循環設計原則，新一代聚酯材料體系將推動行業實現升級，不再局限于簡單的生物基替代方案，而是打造真正意義上可持續的材料體系——該體系能夠同時滿足不同應用領域的技術指標與環保要求。
報告認為，聚合物科學正從傳統材料學科演變為賦能型技術平臺，價值評判標準從單一材料性能指標轉向整體系統效益。未來的競爭贏家，必將屬于那些既能駕馭這種復雜性，又能始終專注于創造高性能、可持續、易加工且易獲取材料的從業者。面向未來，報告提出八大前沿方向——下一代聚酯、高性能彈性體、導電聚合物、動態聚合物網絡、先進工程材料、超支化聚合物材料、框架材料及光敏聚合物。（李思涵）
轉自：中國化工報
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