【市場觀察】解讀2022-2026年復合材料市場規模及發展趨勢(概述)
由于上述這些特性,復合材料已經在不同領域獲得了廣泛應用,主要包括航空航天、建筑、工業、國防、電氣和電子、船舶、消費品、管道和儲罐以及涂料等等。
在復合材料中,基體主要作為適應應力的材料,可將增強相牢固的結合在一起。無機材料、聚合物和金屬可用于結構復合材料的設計。這些材料在發生失效之前保持彈性,在承受拉伸和壓縮載荷時,表現出降低的破壞應變。在結構復合材料中,基體主要有兩個用途:將增強相結合在一起,并在外力作用下通過變形以在增強材料之間分布應力。以下內容將先討論復合材料行業中使用的各種類型的材料。
樹脂:是來源于天然植物或經合成的非揮發性、固體或半固體粘性物質。它們用于復合材料時,可將組分粘合在一起,并通過纖維將機械載荷傳遞到結構的其余部分。除了將復合材料結構固定在一起,它們還可以保護結構免受沖擊、磨損、腐蝕等。樹脂具有高電氣絕緣性、高機械和結構性能以及耐高溫等特性,主要用于航空航天、汽車和建筑行業。復合材料結構中常用的熱固性樹脂是聚酯(鄰苯二甲酸和間苯二甲酸)、乙烯基酯、環氧樹脂和酚醛樹脂。樹脂的平均價格約為1000美元/噸。

填料:根據美國材料與試驗協會(ASTM)標準化概念,填料是一種相對惰性的材料,通過將其添加到塑料中以改變強度、性能、服役性能或質量,以及降低成本。將填料添加到塑料基體中,可獲得填充復合材料。填料的加入可增強導熱性、導電性和耐摩擦等性能。填料可以是復合材料中的主要成分,也可以是附加成分。填料可能具有不規則結構或精確的幾何形狀,如多面體、短纖維或球體。
增強材料:常用的增強材料有石棉、硼纖維、碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、石墨、黃麻纖維、劍麻纖維和晶須,以及其他浸漬織物和合成纖維。雖然多種纖維被用作復合材料層壓板中的增強材料,但玻璃纖維在增強塑料中用纖維的市場中占主導地位,這主要是由于其價格低廉和合適的強度重量比特性。通常纖維形式的增強材料用于改進機械加工;增強纖維可以表現出不同的性能,進而以不同的方式影響復合材料的性能。為了便于處理,纖維通常會經過加工形成織物。由于纖維的排列方式多種多樣,因此可以使用多種類型的織物。雖然增強纖維的主要目的是強化復合材料結構,但它們也具有導電性、耐熱性、耐腐蝕性和剛性。塑料中使用的增強材料通常分為非纖維材料和纖維材料,后者表現出更好的性能,因此更加突出。增強材料的平均價格約為2500美元/噸。
天然纖維-聚合物復合材料:(Natural fiber polymer composites,NFPC)作為一種復合材料,其聚合物基體嵌入高強度天然纖維,如黃麻、油棕、劍麻、紅麻和亞麻。與其他傳統材料相比,天然纖維復合材料的關鍵優勢之一是它們可以100%生物降解。但是其生物降解性很難控制。天然纖維復合材料作為建筑材料具有巨大的潛力,并且在廣泛應用中有效替代GRP、鋼和混凝土等其他結構材料。建筑行業用天然纖維復合材料可分為四類:顆粒/短纖維增強復合材料、納米(纖維素)復合材料、長天然纖維增強復合材料和固結復合材料。目前主要有兩個因素限制了天然纖維復合材料的大規模生產。先,玻璃纖維比天然纖維具有更高的強度,而且與玻璃纖維相比,天然纖維的潤濕性較低,這給大規模生產帶來了挑戰;其次,天然纖維從空氣和周圍環境中吸收水分也是有害的,因為吸水會通過膨脹和產生空隙破壞復合材料的表面。20wt.%的吸水率抵消了復合材料輕質的優勢。天然纖維復合材料的平均價格約為1300美元/噸。










































