塑料加工业：创新产业“塑造”未来
采用高分子复合材料是飞机减重zui直接的手段。图为采用了总质量50%以上复合材料的波音787飞机。
进入“十二五”，我国塑料加工业的产值年均增速由“十一五”期间的20.1%，回落到10%左右，进入中速发展的理性时期。形成这一局面的客观因素有很多：国际大环境拖累，也不乏国内经济发展步伐放缓的影响。而从产业自身来讲，超高速发展带来的产能结构性过剩也削弱了行业持续高增长的后劲。
当“十二五”即将成为历史，“十三五”正向我们走来时，我国塑料加工业又将呈现一种怎样的发展态势?
传统模式遭遇极大挑战
“前些年中国塑料工业的快速发展，得益于我国丰富的劳动力资源和低人工成本与引进国外先进装备技术的结合。对于技术水平不高的加工业而言，直接引进国外先进装备技术并加以消化利用，是zui为有效的提高产业技术水平的捷径。同时，加上以前我国在劳动力资源和成本上有优势，以及消费市场大等因素，‘十一五’期间我国塑料工业实现了超常规的20%以上的增长，也因此实现了跨越式发展，成为了世界塑料制品的生产和消费大国。”中国塑料加工工业协会理事长钱桂敬这样表示。
进入“十二五”，塑料加工业增幅明显回落，增速放缓。钱桂敬认为：“这其中的原因是多方面的，一是国际金融危机导致全球经济需求不足，增长乏力;二是国内经济增速放缓，对塑料产品需求不足。国内外两个市场需求减少的叠加，是导致塑料制品增速放缓的zui直接原因。除了外部客观因素，我们也要看到行业自身的问题，产业结构不合理、部分产品出现结构性阶段性过剩、技术创新能力不足等，也是行业增速下滑的主要因素。特别是创新能力不足直接影响了产业满足高端需求的能力，这部分市场空间只能被进口产品所占据，而不能转化成拉动我国塑料产业发展的动力。”
“十二五”以来，我国塑料加工业赖以高速增长的传统比较优势正在不断弱化，而后发优势并没有得到有效发挥。一方面我国塑料加工业主要是劳动密集型传统产业，丰富的劳动力资源和低人工成本成就了我国塑料加工业追赶式的高速发展。随着人工成本不断上升和我国进入中等收入国家行列，这一传统比较优势在不断弱化。另一方面，随着产业进入成熟期，行业技术水平与国外的差距逐步缩小，单靠引进技术发挥后发优势的条件也不复存在。
对此钱桂敬表示：“目前，是时候要从依靠单一的廉价劳动力构成的低端优势向资本、技术、高素质劳动力、高生产率水平、完整产业链和配套供给能力等构成的复合竞争优势转变了，是时候要迈向靠自主创新和集成创新来驱动行业发展的新阶段了。”
改革开放以来，我国塑料加工业实现了跨越式发展，也让我们告别了短缺时代，部分塑料制品从供不应求到产能过剩，依靠投资、扩大产能、扩张规模的发展模式已不可持续，依靠消耗能源、资源的粗放性增长模式已难以为继。
在已经发生变化的环境下，传统的降低固定成本的盈利模式遇到极大挑战，简单的提高质量和降低消耗对提高劳动生产率的贡献越来越有限;而新的盈利模式比如资源配置、品牌溢出、生产服务等产业价值链增值模式，目前还未形成。钱桂敬认为，对于今后塑料加工业而言，量的增长将逐步让位于质的提高。企业要提高效益就必须从全要素劳动生产率入手，不仅要考虑劳动生产率、资源和能源利用率，同时还要考虑资金利用率、投入产出率、资本替代人工、人才红利等多种因素。这就需要对所有要素实现zui优组合，精细化管理，达到降低综合成本、获取更大综合效益的目的。发达国家全要素劳动生产率对经济的贡献zui高达70%，而我国不足30%，塑料加工业在这方面的提升空间还很大。
正在兴起的3D打印技术为塑料加工业开辟了新的发展领域。图为世界上首台3D打印塑料汽车。
新兴市场带来新的需求
塑料，顾名思义就是“容易塑造的材料”。从这个意义上讲，塑料加工业的DNA就决定了它是一个充满活力的行业，成型技术和材料的多样化使其具备了能快速寻找到不同解决方案来适应和满足下游灵活多样市场需求的能力。因而多位业内人士都表示，“十三五”时期，电子信息、生物医学、节能减排、环境保护及智能交通等方兴未艾的新领域，都将对功能性、轻量化、微型化、绿色化的新材料产生需求，成为拉动塑料产业发展的新动力。
同济大学纳米与生物高分子材料研究所所长任杰向中国化工报记者介绍了生物基塑料在医学领域的应用前景。“与其他材料相比，生物基塑料在生物相容性方面具有不可比拟的特性，未来在组织修复材料、软组织材料、医用膜材料、药物缓控释载体材料、介入与微创治疗材料、临床诊断及生物传感器材料等方面都具有突出优势，一旦实现商业化应用，单个产品的市场规模就会达到亿美元级，前景无限。目前，我国生物医用材料在基础研究的某些领域并不比国外落后，特别是在组织修复材料和药物载体材料方面基本上与国际同步，但在医学转化、产业化与市场化水平等方面与美国相比还稍有差距。未来3～5年，将是生物医用材料市场化的关键期。”任杰表示。
电子信息及电器产品也是高度依赖材料性能的一个产业，产品的小型化、智能化、多功能化，都离不开塑料材料的支撑。塑料具有的质轻、高强度、高绝缘、化学稳定性、腐蚀性、设计灵活及可回收等方面的优势，使得塑料在信息通讯、电子电气、LED照明等领域的应用越来越广泛。目前，智能手机、移动电视、智能家电、平板电脑、智能穿戴、汽车电子、医疗电子等受到越来越多的消费者追捧。特别是90后、00后等年轻消费群体对于时尚的追求，加速了电子消费品更新换代的速度。而每次技术更新、产品换代，都离不开先进塑料材料和加工技术的研发与拓展，比如iPhone5c、小米平板电脑上的高光塑料外壳就采用了 ABS+PC材料，在耐冲击性、表面光泽度及硬度方面表现出色。
随着环境保护意识深入人心，各行各业都提高了节能减排标准。而塑料材料不仅本身属于一种低能耗、低污染的产品，而且在几乎所有下游行业中，它都可以算得上是低碳节能的“形象大使”。只要使用了塑料，也就意味着这个领域的能耗降低了。
以建筑节能为例，塑料材料在其中发挥的作用就不可小觑。塑料门窗、塑料管材和板材、PU保温板材等，都堪称建筑节能领域的主力军。中国塑协聚氨酯制品专委会理事长林永飞告诉中国化工报记者，我国在建筑节能上远落后于国际先进水平。据估算，我国整个建筑能耗占全社会总能耗的30%多，节能减排形势十分严峻。“十二五”期间，我国政府已大幅提高了建筑节能标准，北京等重点城市将在新建建筑上率先实行75%的节能设计标准，其他发达城市节能建筑标准也普遍要达到65%。而新的建筑节能目标的实现，很大程度上要靠建筑保温材料来担当。保温性能优良的硬泡聚氨酯材料在美国、德国、日本等国建筑上的应用已十分成熟，节能效果良好，而在我国大规模的应用才刚刚开始，未来发展空间巨大。
交通和航空等能耗比重较高领域的节能减排，更少不了塑料的身影。一直以来，轻量化都是汽车行业不断追求的目标。塑料及其复合材料是zui重要的汽车轻质材料，在汽车上的用量日益增加，应用范围正由内饰件向外饰件、车身、结构件扩展。
同样，以塑代钢也是飞机制造业永恒的追求。商用飞机减少与汽车相同的质量，换来的燃油费节省是汽车的近百倍，因此，“为减轻飞机每一克重量而奋斗”是全世界飞机设计师的格言，而更多采用塑料及高分子复合材料是zui为直接和有效的手段。中国民航大学理学院教授王志平介绍说：“目前空客A350飞机和波音787飞机都把先进复合材料的用量提升到飞机总质量的50%以上，几乎所有主结构材料均采用了复合材料。”
满足不断提高和变化的市场需求，已经成为先进的复合材料供应商zui直接的发展动力。有业内人士分析认为，瑞士zui新制造的完全依靠太阳能作动力、不消耗一滴燃油的阳光动力2号飞机，如果没有高性能工程塑料的鼎力相助，几乎不可能长时间在天上飞行。
据拜耳材料科技有关负责人介绍，飞机舱门所用的Baytherm Microcell材料的隔热保温性能比现有标准高出10%。在驾驶舱外，该材料被用于太阳能电池的隔热保温。驾驶舱壳体的其他部分，则是由聚氨酯泡沫制成。门锁采用的是一种聚氨酯/碳纤维复合材料，窗户采用的是透明的聚碳酸酯。阳光动力2号的翼展达72米，比波音747还要大，且机翼表面覆盖着 17200块太阳能电池，而飞机的总质量只有2.3吨，与一辆小型汽车不相上下。这其中，聚氨酯、聚碳酸酯等材料的应用不仅给飞机减了肥，而且还强了身，使它可以耐受从零下40摄氏度到零上40摄氏度的昼夜温差。
塑料制品后起之秀功能膜材料的应用领域则更加宽泛，在电子信息、新能源、环境治理等领域身手不凡。功能膜的种类非常多，包括光学膜、锂电池隔膜、封装胶膜、离子交换膜、扩散渗透析阴阳膜、光伏用PET膜、扩散膜、透明导电膜、电磁屏蔽膜、窗膜、装饰膜、太阳能电池背板膜、反渗透纳滤膜、柔性有机聚合物薄膜等。科技部为推动高性能膜材料技术和产业发展，出台了《高性能膜材料科技发展“十二五”专项规划》，将水处理膜、太阳能电池膜、平板显示膜、半导体及微电子用薄膜列入新材料重点扶持专项工程。“目前我国高档功能膜大部分还需进口，在BOPP、BOPET等通用膜材料产能严重过剩的形势下，开发高端的高性能功能膜是未来行业的主攻方向。”中国塑料加工工业协会副秘书长孙冬泉如是说。
图为一次塑料展会上展出的塑料制品。
产业变革呼唤行业转型
塑料产业“十三五”发展方式的转变，不仅有来自下游市场快速增长、灵活多样的需求提供的外部动力，同时，由新兴互联网信息技术引发的全球新一轮科技革命和产业变革，也从根本上撼动了塑料加工业原有的产业基础、市场格局和加工体系。行业内部的生产结构、组织结构，必须跟上传统制造业向现代制造业转型的节拍才能生存发展下去。
钱桂敬表示：“当前，新一轮科技革命和产业革命浪潮正在形成，德国“工业4.0”战略和美国重振制造业行动计划都取得了显著效果，这在给我国塑料加工业带来不小压力的同时，也给行业下一步发展带来启发。”
以美国为例，其重振制造业计划取得了令人瞩目的成就。数据显示，2013年，美国制造业占GDP的比重达13.9%，较2009年上升2个百分点;制造业对GDP增幅的贡献率2013年提高到44%，高于同期服务业的贡献率;2013年美国制造业出口额比2009年增长了49%。同样，德国的 “工业4.0”战略，也使它在第三次工业革命中先声夺人，以互联网和物联网为核心的智能制造，大幅提升了传统制造业的国际竞争力。
显而易见，来自发达国家制造业的新模式，加上新兴经济体资源、劳动力成本竞争优势的逐步体现，引发了世界制造业格局的大调整和再布局，也给我国塑料加工业带来不小的挑战。有业内人士表示，按照德国的标准，我国的塑料加工企业有的连2.0时代还没有达到，一小部分企业还停留在手动劳动阶段，有些企业已到了3.0时代，但离真正的4.0时代还相差较远。
2015年，我国政府提出中国制造2025，目的就是要顺应“互联网+”的发展趋势，实现制造业升级。行动计划以信息化与工业化深度融合为主线，重点发展新一代信息技术、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、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备十大领域。
结合到塑料加工业，钱桂敬认为，必须大力推进两化深度融合。实现数字化、网络化、智能化是塑料加工业“十三五”的重要任务，行业要以此来引领创新发展。在有条件的重点行业，要推进数字化车间和智能工厂建设，促进研发设计社会化、生产制造智能化、生产组织网络化、产品服务个性化，确保在新的技术革命和产业变革中跟上节拍。
今后，大批量、通用型产品的销量会减少，取而代之的是贴近消费者需求的个性化、高端化、小批量、定制化的产品快速增长，塑料加工业中特色鲜明、技术含量高、实施高端化战略的小企业数量将会快速增加。
而新兴加工技术的兴起，也给塑料加工业开辟了新的发展空间。以3D打印技术为例，3D打印更适合一些小规模制造产品，尤其是高端定制化的高附加值产品。特别是在医学、珠宝行业、模具设计等领域，3D打印应用的范围会越来越广。“这项技术的优势在于很容易制造出形状复杂的物品而不增加成本，可实现产品多样化，且一体化成型无须组装，在个性化服务方面的优势突出，将是大规模塑料制品生产的重要补充。”深圳一位从事3D打印业务的技术人员告诉记者。
德国“工业4.0”战略取得了显著效果，也给我国塑料加工业带来压力和启发。图为宝马位于兰茨胡特的工厂在汽车保险杠生产中了启动了非接触手势识别系统，为智能人机交互提供了“工业4.0”范例。
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