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行业分析

天然纤维复合材料市场洞察
来源:PT现代塑料  2020-11-09 17:16:00
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原文:http://chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-12-10129.html       2016年,全球天然纤维复合材料的市场价值是40.46亿美元,从2016年到2024年,有可能实现11.8%的年均复合增长率。


特斯拉赛车EPCS V2.3 Tesla P100DL采用了亚麻增强复合材料制成的车身(图片由Bcomp的aime de Diego提供)

       汽车工业对轻量化产品需求的不断上升以及人们对绿色产品认识的不断提高,是推动市场增长的主要因素之一。

       然而,这些材料对湿气的敏感性,会阻碍它们的增长。

       天然纤维是由木材、棉花、亚麻、红麻和大麻等原材料制成的生物基材料,所有这些材料对环境的危害较小,而且容易获得。

       这些用于制造天然纤维复合材料的原材料环境友好,在未来几年有可能取代合成纤维。

       人们对绿色产品认识的不断提高、消费者日益增加的可支配收入、对生态友好型产品的日益喜爱以及对可回收产品的强烈需求,都有可能成为该市场增长的重要推动力量。

       天然纤维复合材料的性能

亚麻纤维复合材料的力学性能测试(图片由CELC提供)

       天然纤维复合材料要比同样重量的玻璃纤维强25%~30%。

       由天然纤维制成的复合材料有助于减轻部件重量,从而降低总体能耗。

       此外,天然纤维复合材料的成型过程要比玻璃纤维复合材料的成型过程消耗的能量更少,可将生产成本降低10%。

       然而,它们对湿度的敏感性以及与聚合物基体材料较弱的结合性,估计会对它们的增长带来影响。

       由于吸收湿气,导致纤维膨胀,因此它们在汽车工业中的应用仅限于汽车内饰。

       原材料概况
Virgin Mojito是IDM Marine的第一艘由亚麻纤维复合材料制成的船(图片由IDB Marine提供)

       用于天然纤维复合材料的主要原材料是木材、亚麻、红麻、棉花和大麻。

       木材一直是市场的主导,在2015年占总收入的59.3%,估计这一趋势会持续到2024年。

       木材的优势包括高强度和坚固性,预计在未来几年里,这将为其应用提供动力。

       亚麻是2015年使用最广泛的材料之一, 拥有13%的市场份额。

       亚麻是二氧化碳中性、减振的材料,与碳纤维相比具有可再生性,其优势包括拉伸强度高、抗紫外性能好、减震吸能和高保水性,这使其成为工业中使用最为广泛的原材料之一。

       棉花属于种子纤维类,这种材料在世界各地普遍被用于纺织品。由于具有吸湿性,因此与其他天然纤维相比,棉花相对较弱,能吸收达到其干重20%的湿气。

       随着纺织业和体育用品行业的发展,这一市场领域有望增长。

       红麻在各行各业的使用量都在增长,如建筑、油品和化学品吸收剂、食品包装以及汽车。

       这种材料具有高度的可持续性,可以完全回收利用。对可生物降解产品需求的激增,在刺激该市场的增长方面可能会发挥重要作用。

       大麻基的复合材料在许多方面可以取代玻璃纤维,而且可生物降解。汽车和建筑行业对环保和可再生材料的需求激增,将会引发这一领域的增长。

       基体材料概况
大麻在美国肯塔基州被用作建筑材料(图片由肯塔基大学提供)

       基体材料市场分为无机化合物、天然聚合物和合成聚合物。天然聚合物基体材料预计将在预测期见证最快速的增长。

       由于生活方式的改变和日益增长的绿色趋势,对可持续产品需求的不断增长预计将补充这一领域的增长。

       无机化合物是市场中最有效的基体材料之一,它们主要用在木纤维上。

       2015年,无机化合物的市场份额是43.4%,这种趋势预计将在未来几年持续下去。

       木纤维与无机化合物基体结合带来了许多优势,比如,增强了韧性,从而减少了复合材料的开裂变形,同时提高了拉伸强度。

       天然聚合物包括淀粉、橡胶和合成聚合物,如PLA和PHB(多羟基丁酸酯)。

       对可再生和可降解产品需求的日益增长,预计将在未来几年推动该市场的发展。2015年,该领域的市场份额是25.1%。

       合成聚合物,包括热塑性塑料和热固性塑料,是用于木纤维的基体材料。未来几年,这一领域可能占据第二大市场份额。

       技术概述

亚麻纤维加工实例(图片由Procotex提供)

       在技术方面,天然纤维复合材料市场分为注射成型、模压成型和拉挤成型。

       注射成型需要低分子量的聚合物来维持低粘度,这项工艺主要用于大批量的部件生产。

       最终用途行业对大批量生产需求的不断增长,有望为这一领域的发展作出贡献。

       2015年,注射成型的收入占比为10%,这是一种用于复合材料产品开发的高产量、高压力的闭模成型技术,这项工艺有两个步骤:预热和加压。

       模压成型是一种高压、高产量的成型技术,主要用于为汽车、交通运输、家用电器和其他高产量行业生产高强度的复杂部件。

       拉挤成型被广泛用于生产各种用于轨道交通、航空、船舶、体育用品、风机叶片、储存和腐蚀性液体运输领域的产品。

       对低重量、免维护、耐腐蚀和非导电产品的需求,预计将支持这一领域的增长。

       应用概述

       天然纤维复合材料主要被汽车和建筑行业用于生产车门板、座椅靠背、仪表板、货车衬垫、车头衬垫、甲板、栏杆、窗户和框架。

       电子产品和体育用品是极有前途的细分市场,许多产品,如移动箱、笔记本电脑箱、网球拍、自行车、框架和滑雪板等,都由天然纤维复合材料制成。

       在汽车行业,天然纤维增强生物基复合材料被用于生产拥有良好力学性能的轻质部件,以改善燃油经济性,降低二氧化碳排放。

       在汽车制造中,它们有助于减轻 30%的重量,降低 20%的成本。

       2015年,该领域的收入份额超过30%。

       用于汽车行业的天然纤维复合材料正在采用木纤维和非木纤维如亚麻、大麻和纤维素进行开发,以取代玻璃纤维,所获得的产品要比现代材料更轻质。

       在生产过程中使用这些材料能够降低大约20%的成本。

       在建筑行业,天然纤维作为合成纤维和金属纤维的可持续替代品而被用作建筑材料的,在某些情况下,它们的力学性能,包括抗冲击性能、弯曲性能及断裂韧性,要比玻璃纤维的更好。2015年,建筑领域总的市场成交量为56%。

       区域概述

       对亚麻基天然纤维复合材料需求的激增,以及对消费品需求的激增,预计将对北美市场产生重大影响。

       在该地区的汽车行业中,NAFILEAN工艺已经带来了对中央控制台、仪表板和门板的可持续设计。

       为开发用于前后门衬和货物架的天然聚合物基体,欧洲的汽车制造商们进行了广泛的研究,2015年,欧洲的市场容量为15.4%。
2013~2024年美国天然纤维复合材料市场的原材料收入(单位:百万美元)(图片由grandviewresearch提供)

       德国是欧洲最大的汽车生产商和大麻进口商,为提高燃油效率,该国的汽车工业对可生物降解和轻质产品的需求日益增长,估计会刺激其经济的增长。

       在亚太地区,由于可支配收入的不断增加,加上生活水平的不断提高,体育用品、电子和汽车行业预计在未来几年将出现健康的增长态势。

       中国正在统领亚太市场,这种趋势可能会在未来几年持续下去。 文章来源:http://chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-12-10129.html