美國增強塑料市場構成與增長情況

    美國Freedonia集團公司的Corinne Gangloff考察美國復合材料近年情況，本稿給予介紹。
    據說到2011年，美國增強塑料的需求預測年平均以2.8％增長率進行增長，到時需求量將達到1894kt，折合8100百萬美元。這將創建成1270Kt和635kt增強纖維材料的市場由于材料的代替，將持續驅動后來的進展。增強塑料較高性能的要求，要同樹脂、增強纖維材料以及加工過程的改善相結合，會擴寬應用，提高同鋼與鋁材的競爭能力。在2004年至2006年之間，由于石油與天然氣價格攀升的結果，經歷了明顯的價格峰值，其后，預測增強塑料價格的提高會趨緩和。
      〓 樹脂
    到2011年，整個美國增強塑料市場方面，熱固性樹脂主要是不飽和聚酯，估計將超過60％。因為熱固性樹脂呈現較低的成本和良好的性能，適合于在建筑結構、電動車輛及海上用品等廣泛應用。由于增強塑料具有較高的耐久性和減少維修性，被打入到非傳統的市場（諸如風力發電機葉片、橋面板以及多種用途的柱、樁等方面）已被驅動。聚丙烯、熱塑性聚酯和尼龍（聚酰胺）。這些是主要的熱塑性樹脂。由于增強熱塑性塑料具有較好的設計能力與加工過程容易，呈現較快的增長趨勢。
      〓 增強材料
    在塑料中，所用的增強纖維材料可提高其剛度、沖擊強度與增加其他性能。通過所用增強纖維材料的種類及纖維同所用樹脂之間的組合、所含纖維的百分率來決定增強塑料的強度的程度。玻璃纖維基于它的成本低、較高的強度-質量之比、良好的加工性能及耐化學性等將保持它在纖維增強材料中的支配地位。不過，碳纖維、芳綸以及納米增強材料，基于它們的高性能的要求、更高成本效率，尤其是在電動車輛、航空航天與工業市場方面，呈現快的增長勢頭。納米材料，盡管才從2006年少量基礎起步，由于產量增加，價格降低以及加工技術的改進，將快速擴展應用。
      〓 市場
    到2011年，電動車輛與建筑結構兩項一塊，預計將占美國增強塑料需求量總數的64％(見表1)。電動車輛的應用方面，將通過增強塑料的性能而減輕質量、可一體化結構件、耐化學腐蝕及耐高溫、用金屬不能完成的減少變形等都將啟動。[-page-]

    目前，在建筑結構產品方面，例如儲罐、管道、浴室構件，由于采用低成本、耐久性與耐腐蝕的增強熱固性聚酯，技術快速改變與生產率的提高，通過商業設備、其他電器、電子產品的增長需要，刺激耐久性商品市場，將展示令人鼓舞，美好的前景。
      〓 電動車輛
    據稱，2006年，電動車輛估計為整個美國復合材料需求量的1/3。復合材料有代表性的質量，要比鋼材低30％~40％，而且耐腐蝕、耐久性、耐高溫性、耐腐蝕液體、允許一體化組合，可減少勞動成本。復合材料對于美學與結構等用途，大大提高設計適應性。不過，增強塑料構件仍然必須生產節約成本，或獨特性能優點，或沒有詳細作規定的技術規格制品。
    當復合材料制成明顯進入到應用項目時，在大的構件中，可用較小的件完成得到，例如車身板，由于以高效率生產運轉，可模仿鋼材的成本效益。到2011年，電動車輛市場在美國增強塑料需求量，預計每年增長率為3％，達到626kt(見表2)。通過改進樹脂、加工過程的開發以及對于質量輕、材料成本競爭的需要將有供給的機會。由于閥門蓋、板材、汽車散熱器護柵通道，增強材料應用的增長，使得每輛車平均復合材料用量以kg為單位，預計將持續增長。在表面處理改進方面，由于復合材料汽車板具有較好的著色性，也擴大了應用。[-page-]

    輕型車輛（包括汽車、輕型卡車、體育運動車和運貨車）等，到2011年在美國電動車方面，所用的全部增強塑料將預計為93％。在輕型車輛方面，基于樹脂與加工技術的改進，擴大應用將超過預測的進展。目前應用包括加速卡車載貨板、前端擋泥板及有折篷硬頂。
    由增強塑料制成的重型任務卡車部件，包括柴油機發動機蓋、臥車、頭罩、涉水板等。還有采用玻璃纖維增強乙烯基酯樹脂的層壓板制造的客車車殼體。
    〓 建筑結構
    2006年，建筑結構市場估計約為整個美國增強塑料需求量的30%，為復合材料提供各種應用的機會。例如，在柔曲管道系統、板材、浴室構件、儲罐及管子領域，都已制造并進入領域使用。這些進展，反映成本、性能、美學等優勢，都超過木材、金屬和玻璃材料。將來的進入，將依賴于擴大塑料性能參數，并通過加工過程和樹脂的進展，而保持成本的競爭性。
    到2011年，在美國建筑結構方面應用增強塑料需求量為578kt(見表3)，預測年增長率將為3.4％。在質量、抗沖擊性、耐久性及設計維修項目方面的進步，將反映出許多的優勢都超過木材、金屬和玻璃結構材料。通過替換需要與擴大要求，將驅動在傳統應用方面的增長。改良加工過程和樹脂技術，將擴大應用進入到像鋼筋、橋梁、海水堤防和海洋柱、樁等領域。

    〓 生產耐久性設備
    2006年，生產耐久性設備在美國增強塑料應用方面估計為13％。這個市場包括工業機械、裝置、辦公設備、電器構件以及其他電器和電子機器。生產耐久性設備需求增強塑料，到2011年預計達到257Kt，年增長率為3.1％。緊跟著生產耐久性設備，例如電信設備、信息加工產品、工廠自動化設備和新的工業機器。
    增強塑料的機遇，將致使耐久性、質量輕且帶有良好強度、耐高溫性與良好的介電性材料擴大需要。在商業設備方面，包括住宅與其他產品件，諸如印刷、復印及個人數字輔助物增長的結果，期待快速獲得。由于電力分配與輸送服務以及維修要求的增長，反映電器設備的需要，這里是因為復合材料質量輕、絕緣性能超過其他材料的緣故。[-page-] 
       〓 海上應用
    2006年，海上應用估計占美國增強塑料需求量的12％。據稱，海上用復合材料市場主要包括娛樂游船類，如機動船、私人水上運輸工具、帆船等。一般認為娛樂船是豪華項目，要求輕便，可靈活使用，與擁有者個人收入水平相關聯。私人船體結構，主要采用的材料是增強塑料和鋁材。
    據說，商業和軍用船類增強塑料市場規模小，因為這類船采用金屬造更為可靠，要求更高的耐久性和更高的強度。掃雷艇通常用增強塑料建造，具有柔性能吸收水需爆炸震動沖擊，但磁性水雷不爆炸。然而，掃雷艇建造限制數量，而近海產品卻支配著這個市場。
    到2011年，在美國增強塑料方面，海上用量需求量年平均計劃提高低于1％，將達435Mt。在私人運貨船方面，也將預計獲得同樣的增長，每條船平均采用塑料的質量到2011年預計持平。平均船體質量增加將受限制，為此制造廠商增加采用如殼體芯材，用輕木、膠合板和密閉蜂窩形制造的較輕的容器。
      〓 其他市場
    復合材料的其他市場方面，諸如，耐用消費用品、飛機及航空航天等領域還有廣泛的應用。耐用消費品，如設備、體育運動器具、訓練設備、電動工具與玩具，在2006年度，美國需求量約占9％。復合材料在這一板塊進展，由于對高價的敏感性的緣故，要比其他領域增長緩慢。但在應用方面，由于耐腐蝕性和較少的維修性能受到益處，還將保持關鍵性刺激對復合材料的使用。
    在產品方面，例如設備構件、電動工具殼體、網球拍桿、風箏、籃球框板以及弓箭等這些體育運動器材，將期待持續打入。刺激用戶對耐用消費品需求的因素，包括一般的經濟條件、人口統計情況、家庭構成及私人收入水平等。
    增強塑料其他市場，包括飛機、航空航天設備、火車、地鐵、農業工具、醫療裝置、手槍、兵器及其他產品。通過提高性能和成本變數，改進樹脂與加工過程還將擴大應用。通過在軍用飛機和其他軍用品，如頭盔、人體裝甲對復合材料需求的增長方面，促進了商業飛機和宇航市場。尤其商業飛機市場還期待明顯增長，這里，新一代客機質量的一半由復合材料構成。更輕型的飛機制造，明顯大量使用先進纖維增強材料，例如S-2玻璃纖維、碳纖維及芳綸等。