在2024年初，權(quán)威機(jī)構(gòu)SPHERICAL INSIGHTS LLP發(fā)表了題為《全球預(yù)浸料市場展望：熱塑性復(fù)合材料嶄露頭角》的深度分析報告。報告揭示，全球預(yù)浸料市場的價值預(yù)計將在2022至2032年間從傲人的131億美元飛躍至令人矚目的268億美元大關(guān)，期間復(fù)合年增長率高達(dá)11.9%。其中碳纖維預(yù)浸料市場也從2022年的81億美元，以年復(fù)增長11.2%的速度提升,預(yù)計到2032年將達(dá)到175億美元，這其中熱塑性預(yù)浸料市場展現(xiàn)出了前所未有的突破性態(tài)勢。
（預(yù)浸料市場）
（碳纖維預(yù)浸料市場）
預(yù)浸料世界的核心，是由兩大主角編織而成的交響樂章——增強(qiáng)纖維與樹脂體系。碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維猶如樂譜中的旋律線，以其卓越性能引領(lǐng)潮流;而環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及當(dāng)下熱度飆升的熱塑性樹脂則如同和弦，共同構(gòu)建起預(yù)浸料的內(nèi)在質(zhì)地。在預(yù)浸料制備過程中，樹脂體系精確滲透至增強(qiáng)纖維的心臟地帶，這一環(huán)節(jié)至關(guān)重要，它塑造了復(fù)合材料的終極品質(zhì)，隨后通過精心調(diào)控的溫度與壓力條件進(jìn)行固化，最終將固化后的預(yù)浸料裁剪成各類定制的形態(tài)與尺寸。國內(nèi)翹楚智上新材已成功解鎖熱塑性碳纖維這一高性能復(fù)合材料的密碼，然而在其探索之旅中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳纖維體積分?jǐn)?shù)組織過高時，其性能反受掣肘，猶如樂章突遇斷奏。當(dāng)碳纖維占比達(dá)到45-50%閾值時，復(fù)合材料內(nèi)部的孔洞缺陷似音符般驟然增多，孔隙率甚至可能躍升至4%以上。此類孔隙率的增長宛如音樂中的不和諧雜音，削弱了碳纖維性能的有效發(fā)揮，盡管碳纖維含量的增加并未帶來預(yù)期中的拉伸強(qiáng)度與模量的同步提升。究其原因，除了碳纖維表面雜質(zhì)可能導(dǎo)致的阻聚效應(yīng)外，當(dāng)碳纖維體積分?jǐn)?shù)增大時，樹脂無法充分浸潤纖維，成為導(dǎo)致復(fù)合材料孔隙率劇增的主要元兇。因此，預(yù)浸料制作中的雙主材料浸漬技藝的重要性不言而喻，它直接影響到材料的整體性能表現(xiàn)，正如精準(zhǔn)調(diào)諧的樂器才能奏出和諧美妙的樂曲。
全球預(yù)浸料市場的發(fā)展脈絡(luò)清晰而有力，展現(xiàn)出穩(wěn)健向前的趨勢。從以下幾個維度透視其未來的藍(lán)圖：
1. 市場驅(qū)動力：當(dāng)今時代對輕量化材料的需求如潮涌動，尤其在航空航天、汽車等行業(yè)，它們渴望通過輕量化材料提升燃油效率和性能表現(xiàn)，這正是預(yù)浸料所能賦予的獨特優(yōu)勢。例如，熱塑性碳纖維預(yù)浸料憑借其卓越性能，已成功應(yīng)用于飛機(jī)的動力組件制造，而智上新材則在國內(nèi)率先實現(xiàn)了該類材料的大規(guī)模生產(chǎn)，正與多家飛機(jī)制造商展開合作。新能源領(lǐng)域亦然，廣闊的市場前景中，譬如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的制造因其對高強(qiáng)度、高耐疲勞性的苛刻需求，預(yù)浸料復(fù)合材料得以大展拳腳。同時，預(yù)浸料憑借其優(yōu)越的強(qiáng)度和柔韌性，在體育器材行業(yè)中同樣蘊(yùn)含無限潛能，如應(yīng)用于高性能自行車、網(wǎng)球拍以及其他體育用品制造。此外，復(fù)合材料的身影也日漸頻繁地出現(xiàn)在橋梁建設(shè)、建筑工程以及其他基礎(chǔ)設(shè)施項目之中。
2. 樹脂領(lǐng)域的革新：在2023至2032年的預(yù)測期內(nèi)，盡管熱固性樹脂仍將以龐大的市場份額占據(jù)主導(dǎo)地位，但在高性能領(lǐng)域，熱塑性樹脂的市場份額將迅猛超越熱固性樹脂。傳統(tǒng)熱固性樹脂以其卓越的力學(xué)性能和高溫穩(wěn)定性，在航空航天、汽車、風(fēng)能和體育器材制造業(yè)廣泛應(yīng)用，如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等已成為不可或缺的角色。然而，隨著對環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的追求，熱塑性樹脂因具有可回收性和特殊性能優(yōu)勢，市場需求增速顯著。在航空航天產(chǎn)業(yè)中，盡管熱固性樹脂預(yù)浸料仍是制造輕質(zhì)高強(qiáng)部件的首選，但熱塑性樹脂在諸如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片等部件制造中愈發(fā)受到青睞。
3. 纖維賽道的競逐：在預(yù)測期內(nèi)，碳纖維將繼續(xù)穩(wěn)坐霸主地位，引領(lǐng)纖維市場的增長。碳纖維增強(qiáng)預(yù)浸料在航空航天工業(yè)中扮演著核心角色，用于制造飛機(jī)機(jī)體、機(jī)翼和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等輕質(zhì)高強(qiáng)部件。隨著節(jié)能飛機(jī)需求的持續(xù)攀升，碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用日益廣泛。而在汽車行業(yè)，輕量化已然成為提高燃油效率和整車性能的關(guān)鍵，碳纖維預(yù)浸料便被廣泛運用于汽車零部件，如車身面板、底盤部件和內(nèi)飾元件。此外，高性能運動裝備領(lǐng)域也離不開碳纖維預(yù)浸料，如高性能自行車、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿等體育及休閑產(chǎn)品。其中，碳纖維與熱塑性樹脂的“天作之合”，尤以碳纖維+PEEK組合在醫(yī)療植入領(lǐng)域展現(xiàn)的出色性能，以及碳纖維+PPS復(fù)合材料在自潤滑部件上超越傳統(tǒng)熱固性復(fù)合材料的優(yōu)異表現(xiàn)，大大降低了產(chǎn)品維護(hù)成本，提升了性價比。
4. 終端市場的細(xì)分：據(jù)報告預(yù)測，在2023至2032年期間，航空航天領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)保持對預(yù)浸料市場的最大占有率。隨著新能源技術(shù)研發(fā)的推進(jìn)，電動和混合動力飛機(jī)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)普遍，為了提高經(jīng)濟(jì)效益，輕量化設(shè)計成為必然選擇，這也為預(yù)浸料的廣泛應(yīng)用提供了契機(jī)。面對航空旅行需求的激增，航空航天制造商不斷提升產(chǎn)能，因此對預(yù)浸料等新型材料的需求也隨之增大，以滿足現(xiàn)代飛機(jī)制造的高標(biāo)準(zhǔn)。全球范圍內(nèi)，航空航天業(yè)正處于快速發(fā)展期，新興市場起到了決定性的作用。隨著新飛機(jī)制造設(shè)施的設(shè)立，對預(yù)浸料等尖端材料的需求將進(jìn)一步增長。
5. 成型工藝的演進(jìn)：在材料性能不斷提升的同時，預(yù)浸料成型工藝也經(jīng)歷了一場創(chuàng)新革命。在預(yù)測期內(nèi)，熱熔工藝板塊預(yù)計將占據(jù)最大市場份額。熱熔工藝采用的熱塑性聚合物在受熱時熔融，冷卻后固化，相較于傳統(tǒng)預(yù)浸料生產(chǎn)工藝，其高效、快速的特點尤為突出。這項技術(shù)在汽車工業(yè)中找到了理想的舞臺，特別是在制造內(nèi)飾部件時，可迅速生產(chǎn)內(nèi)部面板、裝飾件和聲學(xué)部件。熱熔工藝的快速循環(huán)時間特性在需快速響應(yīng)生產(chǎn)的領(lǐng)域尤為重要，特別是汽車行業(yè)和其他大規(guī)模生產(chǎn)型企業(yè)對此有著強(qiáng)烈需求。
6. 區(qū)域市場的變遷：2023至2032年，北美地區(qū)將在預(yù)浸料市場繼續(xù)保持領(lǐng)先地位，尤其在飛機(jī)制造中預(yù)浸料的應(yīng)用最為廣泛。憑借預(yù)浸料輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，使其成為飛機(jī)部件的理想材質(zhì)，為空客、波音等公司在飛機(jī)上廣泛應(yīng)用復(fù)合材料預(yù)浸料奠定了堅實基礎(chǔ)。同時，北美汽車業(yè)長期以來致力于將輕量化材料(如預(yù)浸料)融入汽車設(shè)計，旨在提高燃油效率并減少排放。隨著電動汽車的普及，這一趨勢預(yù)計將持續(xù)強(qiáng)化。另外，隨著可再生能源需求的激增，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，預(yù)浸料在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，北美風(fēng)電場裝機(jī)容量亦隨之增加。
回望國內(nèi)，亞太地區(qū)在接下來的十年間將迎來疾速崛起，有望趕超北美市場。輕量化高性能材料的巨大需求，將助力我國在航空航天、衛(wèi)星組件等高端領(lǐng)域進(jìn)一步提升競爭力，并在運動休閑產(chǎn)品領(lǐng)域大幅增加對常規(guī)熱固性碳纖維復(fù)合材料的需求。
綜觀全局，預(yù)浸料市場踏著穩(wěn)健的步伐向前邁進(jìn)，遵循著材料領(lǐng)域由低至高的進(jìn)化規(guī)律。對于更高性能預(yù)浸料的需求只會與日俱增，其中尤以碳纖維與熱塑性樹脂相結(jié)合的預(yù)浸料表現(xiàn)搶眼，它們不僅擁有輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)點，還兼具更優(yōu)秀的耐高溫、耐磨性能。因此，更高性能的熱塑性碳纖維預(yù)浸料成為科研界關(guān)注的焦點，我國也在積極布局和研發(fā)。國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)智上新材研發(fā)的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PPS/PEEK/PEKK等高性能熱塑基復(fù)合材料單向預(yù)浸帶，巧妙融合了連續(xù)碳纖維與高端工程塑料的雙重優(yōu)勢，可根據(jù)客戶需求選用不同等級的碳纖維作為增強(qiáng)載體，并能在常溫下儲存和運輸，通過多元化的鋪疊方式和特種表層處理，打造出性能更加優(yōu)異的碳纖維零部件產(chǎn)品，成為高性能領(lǐng)域中的一款旗艦級材料。
