碳纤维增强热塑性复合材料在国内的发展为何比较迟缓?从上世纪末开始,碳纤维成为先进复合材料应用的关键词之一,随着国内碳纤维原材料生产技术逐步冲破国际技术
首先,需求市场对热塑性碳纤维复合材料的认识不够全面,热塑性碳纤维复合材料的优势没有得到充分重视,从而影响到市场需求量的正常增长。一般认为,热塑性聚合物在使用温度、力学性能、耐蠕变和老化性能等方面不及热固性聚合物。
事实上,热固性碳纤维复合材料也并非没有缺点,其存在着成型周期长、冲击韧性差、预浸料存放时间短、不能重复使用、局部损伤难于修复等一系列弱点。与热固性树脂基碳纤维复合材料相比,热塑性碳纤维复合材料反而具有高韧性、高抗冲击和损伤容限、无限预浸料存储期、成型周期短、生产效率高、易修复等显著优势。
热塑性碳纤维复合材料的利用价值没有得到充分认识和开发,直接影响到了市场需求量的产生,极为有限的需求量都存在于航天航空等高端小范围之内,从供需源头上阻碍了热塑性碳纤维复合材料的进一步发展和应用。首先,需求市场对热塑性碳纤维复合材料的认识不够全面,热塑性碳纤维复合材料的优势没有得到充分重视,从而影响到市场需求量的正常增长。一般认为,热塑性聚合物在使用温度、力学性能、耐蠕变和老化性能等方面不及热固性聚合物。
事实上,热固性碳纤维复合材料也并非没有缺点,其存在着成型周期长、冲击韧性差、预浸料存放时间短、不能重复使用、局部损伤难于修复等一系列弱点。与热固性树脂基碳纤维复合材料相比,热塑性碳纤维复合材料反而具有高韧性、高抗冲击和损伤容限、无限预浸料存储期、成型周期短、生产效率高、易修复等显著优势。
热塑性碳纤维复合材料的利用价值没有得到充分认识和开发,直接影响到了市场需求量的产生,极为有限的需求量都存在于航天航空等高端小范围之内,从供需源头上阻碍了热塑性碳纤维复合材料的进一步发展和应用。
碳纤维直径极细、强度极高,具有耐高温、抗摩擦、耐腐蚀、导电及导热性优等优点。使用碳纤维浸渍热固性树脂固化得到的碳纤维增强塑料(CFRP),具有强度高、弹性优、耐摩擦、抗疲劳、导热性好、耐震动性优等特点,可广泛应用于汽车制造、船舶制造、医疗器械、电子、能源、航空航天、军工、建筑工程、文体娱乐等国民经济各个领域。
碳纤维增强塑料质量轻、强度高的特点突出。在全球范围内,为实现节能减排效果,汽车轻量化趋势明显,高端汽车生产领域对碳纤维增强塑料的需求不断上升;航空航天与军工产品生产领域,为减轻飞机、火箭、导弹等产品的自重,提高其飞行效率,碳纤维增强塑料在替代合金材料方面发展空间巨大。碳纤维增强塑料生产技术壁垒高,现阶段全球产量较小,产品价格较高,其主要应用市场集中在高端汽车与航空航天等高科技产品生产领域。
根据新思界产业研究中心发布的《2020年碳纤维增强塑料项目商业计划书》显示,在汽车与航空航天产业的拉动下,全球碳纤维增强塑料市场需求持续增长。2019年,全球碳纤维增强塑料市场规模约为186亿美元;预计2020-2024年,全球碳纤维增强塑料市场将保持10%左右的增速快速增长,到2024年市场规模将达到300亿美元左右,行业发展前景广阔。
碳纤维增强塑料应用范围广泛,特别是在飞机、火箭、导弹等高科技产品以及军工产品领域应用价值高,少数具有研发、生产能力的国家对相关技术进行严格封锁,全球碳纤维增强塑料市场主要被国外巨头所垄断。我国碳纤维增强塑料行业起步晚,在生产设备、配方、技术工艺方面存在较大差距,高性能碳纤维增强塑料产品需求依赖进口,进口碳纤维增强塑料产品价格高昂,且供应量较小,无法满足国内市场需求。
我国高科技产业发展迅速,航空航天技术不断进步,汽车轻量化发展趋势明显,市场对高性能碳纤维增强塑料的需求将持续增加,依靠进口除了无法满足国内市场对碳纤维增强塑料“量”的需求外,也限制了下游产业核心竞争力的提升。突破相关技术瓶颈、打破国外技术垄断、满足国内市场需求是未来我国碳纤维增强塑料行业发展的重点。
新思界行业分析人士表示,碳纤维增强塑料性能优异,下游可应用范围广泛,现阶段,汽车制造与航空航天领域是其主要应用市场。在全球范围中,碳纤维增强塑料市场主要被国外巨头所垄断,我国经过不断发展,已经具备碳纤维增强塑料生产能力,但产品性能与品质与国外先进企业相比还存在较大差距,在高性能产品领域,需求依靠进口。碳纤维增强塑料市场空间广阔,我国相关企业亟需突破相关技术瓶颈,实现高端产品进口替代。
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