12bet备用网址官网:PEEK/碳纤维预浸料市场前瞻

12bet备用网址官网2017年7月24日讯  全球聚醚醚酮(PEEK)预浸料市场值得关注,自20世纪后期以来,预浸料对于复合材料发展具有深远的影响。它发掘了纤维增强复合材料所具有的优势,以高要求、高质量的材料和工艺进入了高性能要求的制品领域,因此高性能复合材料在要求同时具有质量轻和高强度的应用领域毫无疑问地赢得了重要地位。过去的几年里预浸料工艺技术和预浸料品种在欧美发达国家得到了快速发展。预浸料一度被认为成本很高而不易大量生产,但现在预浸料正在迅速称为一些用途的理想选择,随着PEEK在国内加工工艺的逐步成熟,预浸料的研发不再是遥不可及的梦,预浸料的问世不仅可以提升PEEK的力学性能,而且还可以改善产品质量和一致性。在今年经历了很大的发展,被广泛接受和面临一些新的市场机遇。

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碳纤维预浸料

碳纤维预浸料及其市场情况

预浸料是树脂基体在一定的条件下浸渍连续纤维或织物,制成的一种包含树脂基体与增强体材料的组合物,是制造复合材料的中间材料。根据增强体材料的不同,预浸料可细分为玻璃纤维预浸料、碳纤维预浸料、芳纶纤维预浸料等不同种类。因碳纤维特性优良、用途广泛,碳纤维预浸料已发展成一个重要的分支,在复合材料领域占有举足轻重的地位。在碳纤维复合材料的应用中,预浸料所占的比重较大,大约70%以上的先进复合材料产品是经预浸料铺迭固化而成的。预浸料是先进复合材料的中间材料,它是复合材料结构的基本单元,复合材料的力学、化学性能在很大程度上取决于预浸料的内在质量。同时,复合材料的成型工艺也与预浸料的使用状态密切相关。随着材料技术的发展,碳纤维制品的应用不断得到市场认可,未来碳纤维预浸料市场需求潜力巨大。

类别

应用领域

成熟市场

航空、航天及国防领域:

飞机(内饰,地板和机翼壁板、直升机排气系统、直升机桨叶)、卫星、火箭、导弹、雷达等

体育休闲品:高尔夫球、渔具、网球拍、羽毛球拍。箭杆、自行车、赛艇等

新兴市场

碳纤维基增强工程塑料、压力容器、建筑补强、风力发电叶片(叶片的壳体和主梁)、摩擦材料、深海油田的钻井平台等。

汽车零部件、医疗领域、赛车赛艇。无人机。医疗(人工骨、韧带)。

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2.1国内、外市场情况

碳纤维预浸料属于碳纤维行业下游产品。在国际上,碳纤维生产地主要集中在日本、美国、欧洲、台湾等国家和地区。其中,日本的碳纤维技术最先进,产量约占世界总产量的一半,美国消费量最大,约占世界消费量的一半以上。目前,全球每年碳纤维市场需求75000吨,并以每年10-15%的速率增长,在汽车轻量化和风能市场快速增长的驱动下,预计2020年全球碳纤维需求量将达150000吨。

2.2 碳纤维市场需求分析

航空航天领域是碳纤维材料的传统市场,据预测,航空器中碳纤维复合材料的使用量,在未来十年将以每年12%的速度继续增长。如空客A380飞机,碳纤维复合材料用量约占机身总重量的20%以上;波音787飞机结构材料有近50%需要使用碳纤维复合材料。同时,碳纤维复合材料在中小型客机中的需求也在快速增长。

碳纤维在汽车行业的需求前景也是一片光明。碳纤维复合材料传动轴、尾翼和引擎盖已经在汽车行业广泛应用,虽然现在仅用于豪华车型,但预计未来十年,随着生产成本的进一步降低,碳纤维将会在大众车型中迅速推广。日产汽车、本田汽车和东丽公司正联合开发汽车车体新型碳纤维材料,作为下一代汽车发展的新方向。参与这一行动的合作企业还包括三菱丽阳和东洋纺织,计划在2016年前后开始量产,使车体重量较传统钢材料减重40%,目前项目进展顺利。

2.3国内外主要碳纤维预浸料厂家

世界著名的预浸料公司包括东丽(Toray)、赫氏(Hexcel)、苏泰克(Cytec)、固瑞特(Gurit)和TenCate。这些公司的碳纤维预浸料产品在近几年呈现了新的发展趋势,表现为大丝束碳纤维预浸料在工业领域的应用优势凸显,单向碳纤维预浸料面密度达到600g/m2,这类超厚预浸料大大提升了预浸和后续铺放工艺的效率,在风电叶片和汽车领域具有广泛的应用。

国内碳纤维预浸料厂家主要集中在东南沿海省份,与国内碳纤维生产企业相似,普遍规模较小,技术水平相对落后,自动化程度不高。

3.生产技术与设备

预浸料生产设备最早专门用于生产航空航天预浸料产品,受西方技术禁运限制,我国碳纤维工业及其下游产品的发展受到很大制约。在此条件下,国内科研人员自力更生,从玻璃纤维窄带预浸料入手,逐渐发展了碳纤维窄带预浸机,中幅、宽幅预浸料成套设备,部分产品已达到并超过航空航天技术标准。与此同时,国外对碳纤维预浸料设备的限制已有所放宽,市场上已能见到少量进口预浸料成套生产设备。

随产品规格和产能不同,预浸料装备的投资规模大小不等。国内装备成功经验有限,尚处在不断摸索阶段,因此单线产能普遍较小,配套技术缺乏系统性。主要厂家有:威海光威宏程机电设备有限公司、大连橡胶塑料机械股份有限公司等。国外成熟的预浸料装备供应商包括:美国CDI公司预浸料生产设备(交钥匙工程),瑞士Santex预浸料生产设备等,均可提供配套生产、检测设备及其相关技术,市场认可率相对较高,但项目造价偏高。

4.发展建议

在国际上,碳纤维行业流行这样一句话,“从原材料到碳纤维,价格从1变到3;把碳纤维加工成复合材料,价格可从3变到10”。不难看出,从碳纤维到复合材料,产业链延长,增加的附加值更多,最终碳纤维在复合材料中的成本将下降至20%~30%。

考虑到未来国内碳纤维后续加工企业群体庞大,激烈竞争在所难免,企业应尽早布局,未雨绸缪。应着力开发新型市场,与国内航空航天设备制造、风电、汽车制造等行业联合,占领市场先机,为进一步扩大碳纤维织物及预浸料产能谋篇布局。

热塑性塑料/碳纤维预浸料

纤维增强热塑性塑料(FRTP)源于50年代期。第一代热塑性复合材料为短纤维增强的热塑性复合材料,第二代为中长纤维增强的热塑性复合材料,第三代为连续纤维增强的热塑性复合材料.现在FRTP已占世界整个纤维增强塑料产量的30%,且年增长率达到2O以上,远超过纤维增强热固性塑料的发展.FRTP何以获得如此高速的发展呢?这是因为FRTP比热固性增强塑料在基本性能和工艺性能等方面具有明显的优势:具有良好的韧性和耐热性能;热塑性树脂的塑化过程仅为物理变化,在加热时可在分子结构不变情况下发生变形,故可重复或二次加工,生产周期短、生产效率高。具有优良的耐药品、耐水、耐辐射和电气性能。贮存期长,施工环境卫生条件好等.在高性能复合材料已进入规模化应用的今天.制约高性能复合材料发晨和进一步扩大应用范围的关键因素是耐热性和韧性.而这两者主要都取决于树脂基体.因此,高性能树脂基复合材料的发展首先取决于高性能基体树脂的发展,主要需解决高性能树脂基体的耐热性、韧性和工艺性等同题.

聚醚砜和聚醚酮是目前国际上刚刚开始起步的具有优异性能的热塑性树脂.以其作为基体的第三代FRTP,即连续纤维增强高性能热塑性塑料更具有十分诱人的前景.

PEEK/碳纤维预浸料

目前威格斯已经研发出来APC-2,目前多用于航空领域,相比与金属来说重量较轻,相比与热固性材料其耐高温和防火性能好。

赢创公司的预浸带产品分80mm和150mm两种宽幅成卷销售,由玻璃纤维/碳纤维浸入热塑性树脂基体中制得,因而兼有了二者的性能,可作为一种新型材料用于生产创新性部件。单向预浸带经过铺层叠加之后生成有机板,其机械性能远超同等厚度的金属板。有机板经过热成型工艺处理过后,可以生产形状复杂的部件。这些部件又可通过进一步包覆成型,或与其他部件结合,或获得一些附加产品功能。

航空领域使用PEEK预浸带与钛合金进行复合的,用于机翼壁板,金属复合的目的是提高疲劳性和抗冲击性能。

医疗领域,碳纤维预浸料制成板材植入人体中做骨夹板,因为其模量和人体骨骼相似,强度高,生物相容性好。

结语

随着复合材料研究和开发的不断进步,使用领域日渐扩大,PEEK材料与碳纤维材料构建不同制造工业、不同工作条件对PEEK/碳纤维预浸料也提出了不同要求。为了适应来自多方面的需要,新的预浸料不断出现,预浸料的类型不断增加。

新近发展趋势说明材料供应商正一如既往地扩大预浸料工业的范围。非常清楚的是,如果其生产、储存和加工的费用能降低的话,预浸料会得到较大的市场认可。随着基础工艺的不断成熟,国内外对PEEK/碳纤维预浸料复合材料的各项研究也日趋频繁。

经过多年的发展,特别是近年来的迅速成长,我国的预浸料行业取得了骄人的成绩。虽然目前存在产能过剩的情况,但是我们市场规模巨大,目标消费者的需求量旺盛。目前行业尚处于成长期,发展机会较大。

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