目前國外發展現狀

總體來看，目前歐美國家在高性能高分子領域處于優勢地位，掌握更多原創技術并占據壟斷地位。另外，歐美公司普遍重視全球化市場和布局，善于利用自身資源優勢布局發展相關產業，構建起完善的產業鏈和供應鏈。當前，綠色環保和循環回收技術受到越來越多的關注，世界各國近年來也相繼發布了多項政策以支持高分子材料可持續發展。這也是高性能高分子材料未來發展的重要趨勢之一。

（一）高性能樹脂及工程塑料：

一直以來，西方發達國家不斷擴展聚芳醚、聚酰亞胺等**高性能樹脂及工程塑料的應用領域，如聚醚醚酮（PEEK）具有優異的耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等性能，在航空航天、生物醫療、機器人等領域應用廣闊。

美國波音公司的B757民航客機采用玻璃纖維與PEEK復合，以注射成型的方法制備發動機整流罩，該材料具備抗惡劣條件如高濕度、超聲振動、高流速等特點，質量比金屬制品減輕約30%，價格降低約90%。

在植入性醫療器械領域，已陸續開發出脊柱融合器械、膝關節和髖關節置換部件、接骨板和髓內釘、顱頜面、種植體等產品，成為了應用***的生物醫用非金屬材料。

在機器人等新興領域，由于PEEK材料滿足**度、輕量化的要求，也顯示出較高的應用潛力。2023年，特斯拉汽車公司展示了Optimus-Gen2人形機器人，因采用了PEEK復合材料，在不**性能的情況下減重10 kg，行走速度加**0%。

近年來，發達國家競相開發耐熱等級更高、加工性能優異的新型聚芳醚砜、聚芳醚酮等高性能樹脂。美國的杜邦公司和德國的巴斯夫公司針對PEEK進行了相應的技術改進，開發出耐熱等級更高的聚醚酮（PEK）和聚醚酮酮（PEKK）產品，但上述高性能樹脂均未解決難溶解、難工、成本高的問題。

（二）有機纖維

目前國際上應用面廣的高性能樹脂仍然是聚醚醚酮、聚醚砜等，使用溫度均在240 ℃以下，并且當使用溫度超過其玻璃化溫度后，機械性能將會大幅度下降。

目前，高性能有機纖維領域依然以美國、日本、德國和荷蘭為主導。

在高性能超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維方面，荷蘭皇家帝斯曼集團是世界上率先形成UHMWPE纖維產業化的公司，也一直是UHMWPE纖維行業的**者，其他生產商還包括美國霍尼韋爾國際公司以及日本的東洋紡織株式會社、三井化學株式會社等。

在PBO纖維方面，1991年日本東洋紡織株式會社購買了道康寧公司關于PBO纖維研究的全部**，并開始進行**研發，直到目前，日本東洋紡織株式會社仍然是世界***一家可以規模生產PBO纖維的公司。

有機纖維中具代表性的是芳綸纖維，其工業化品種主要為對位芳綸和間位芳綸，具有**高模、耐高溫、阻燃等特性，在航空航天、防護裝備、交通運輸、環境保護、體育器材等領域具有***應用。目前，芳綸的主要生產廠家主要集中在美國、亞洲和歐洲等地區，其中美國杜邦公司和日本帝人公司擁有規格完整的產品系列，占據了全球主要市場。

俄羅斯在技術上另辟蹊徑，開發出綜合性能更優異的雜環芳綸系列產品，區別于美國杜邦公司的間位芳綸和對位芳綸。在合成技術方面，以對位芳綸為例，主要有界面縮聚法和低溫溶液縮聚法兩種。相比之下，低溫溶液縮聚法是目前國內外工藝**成熟的合成芳綸纖維方法，其產品質量更穩定，適合大規模合成，但工藝相對復雜，溶劑浪費較多，且溶劑殘留對后續紡絲造成不利影響。

因此，需對其合成工藝進一步優化，提高分子量、減小分子量分布寬度；對紡絲工藝進行優化，進一步提升成品率，降低成本，提高競爭力。近年來，帝人公司與BioBTX、Syncom公司一起，率先使用生物質原料試制高性能對位芳綸，可減少生產過程中的碳足跡。

（三）生物基樹脂及可降解材料

2021年，亞太地區（含中國、日本、韓國等）在生物基樹脂及可降解材料領域的市場份額為49.9%，占據主導地位；北美（含美國、加拿大、墨西哥）占據第二位。目前，***是全球范圍內產業化**成熟、產量比較大、應用*****的生物基可降解塑料。

在***的合成方面，技術路線主要有兩種：一種是由生物發酵制備乳酸單體，再通過乳酸酯化縮聚合成；另一種是通過齊聚 – 環化解聚制備丙交酯，再經過開環聚合合成。當前，絕大部分***生產均采用丙交酯開環聚合方法。

美國是全球**早研究***的國家，目前歐美國家的NatureWorks、TCP、Synbra、Hycail等公司已經搶占全球主要的市場份額，美國Natureworks公司和荷蘭TCP公司合計擁有全球73%的***產能。在***的應用開發方面，1966年，Kulkarni等人通過兩步法制備了高分子量的***，并研究了***在體內的降解，發現聚左旋乳酸作為手術縫合線，具有良好的生物相容性和生物可降解性。目前，美國食品藥品監督管理局已批準******應用于骨科植入物、藥物傳輸等。美國的***改性與加工技術較為成熟，可通過定制生產不同的***產品，以滿足不同性能實際應用需求。

（未完待續）

來源：中國工程院院刊《中國工程科學》，邁愛德編輯整理