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      天然纖維復合材料市場洞察

      更新于:2021-01-08   來源:PT現代塑料   點擊:491次

      2016年,全球天然纖維復合材料的市場價值是40.46億美元,從2016年到2024年,有可能實現11.8%的年均復合增長率。

      汽車工業對輕量化產品需求的不斷上升以及人們對綠色產品認識的不斷提高,是推動市場增長的主要因素之一。

      然而,這些材料對濕氣的敏感性,會阻礙它們的增長。

      天然纖維是由木材、棉花、亞麻、紅麻和大麻等原材料制成的生物基材料,所有這些材料對環境的危害較小,而且容易獲得。

      這些用于制造天然纖維復合材料的原材料環境友好,在未來幾年有可能取代合成纖維。

      人們對綠色產品認識的不斷提高、消費者日益增加的可支配收入、對生態友好型產品的日益喜愛以及對可回收產品的強烈需求,都有可能成為該市場增長的重要推動力量。

      天然纖維復合材料的性能

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      亞麻纖維復合材料的力學性能測試

      天然纖維復合材料要比同樣重量的玻璃纖維強25%~30%。由天然纖維制成的復合材料有助于減輕部件重量,從而降低總體能耗。此外,天然纖維復合材料的成型過程要比玻璃纖維復合材料的成型過程消耗的能量更少,可將生產成本降低10%。

      然而,它們對濕度的敏感性以及與聚合物基體材料較弱的結合性,估計會對它們的增長帶來影響。由于吸收濕氣,導致纖維膨脹,因此它們在汽車工業中的應用僅限于汽車內飾。

      原材料概況

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      第一艘由亞麻纖維復合材料制成的船

      用于天然纖維復合材料的主要原材料是木材、亞麻、紅麻、棉花和大麻。木材一直是市場的主導,在2015年占總收入的59.3%,估計這一趨勢會持續到2024年。木材的優勢包括高強度和堅固性,預計在未來幾年里,這將為其應用提供動力。

      亞麻是2015年使用最廣泛的材料之一, 擁有13%的市場份額。亞麻是二氧化碳中性、減振的材料,與碳纖維相比具有可再生性,其優勢包括拉伸強度高、抗紫外性能好、減震吸能和高保水性,這使其成為工業中使用最為廣泛的原材料之一。

      棉花屬于種子纖維類,這種材料在世界各地普遍被用于紡織品。由于具有吸濕性,因此與其他天然纖維相比,棉花相對較弱,能吸收達到其干重20%的濕氣。隨著紡織業和體育用品行業的發展,這一市場領域有望增長。

      紅麻在各行各業的使用量都在增長,如建筑、油品和化學品吸收劑、食品包裝以及汽車。這種材料具有高度的可持續性,可以完全回收利用。對可生物降解產品需求的激增,在刺激該市場的增長方面可能會發揮重要作用。

      大麻基的復合材料在許多方面可以取代玻璃纖維,而且可生物降解。汽車和建筑行業對環保和可再生材料的需求激增,將會引發這一領域的增長。

      基體材料概況


      大麻在美國肯塔基州被用作建筑材料

      基體材料市場分為無機化合物、天然聚合物和合成聚合物。天然聚合物基體材料預計將在預測期見證最快速的增長。由于生活方式的改變和日益增長的綠色趨勢,對可持續產品需求的不斷增長預計將補充這一領域的增長。

      無機化合物是市場中最有效的基體材料之一,它們主要用在木纖維上。

      2015年,無機化合物的市場份額是43.4%,這種趨勢預計將在未來幾年持續下去。木纖維與無機化合物基體結合帶來了許多優勢,比如,增強了韌性,從而減少了復合材料的開裂變形,同時提高了拉伸強度。

      天然聚合物包括淀粉、橡膠和合成聚合物,如PLA和PHB(多羥基丁酸酯)。對可再生和可降解產品需求的日益增長,預計將在未來幾年推動該市場的發展。2015年,該領域的市場份額是25.1%。

      合成聚合物,包括熱塑性塑料和熱固性塑料,是用于木纖維的基體材料。未來幾年,這一領域可能占據第二大市場份額。

      技術概述

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      亞麻纖維加工實例

      在技術方面,天然纖維復合材料市場分為注射成型、模壓成型和拉擠成型。注射成型需要低分子量的聚合物來維持低粘度,這項工藝主要用于大批量的部件生產。

      最終用途行業對大批量生產需求的不斷增長,有望為這一領域的發展作出貢獻。

      2015年,注射成型的收入占比為10%,這是一種用于復合材料產品開發的高產量、高壓力的閉模成型技術,這項工藝有兩個步驟:預熱和加壓。

      模壓成型是一種高壓、高產量的成型技術,主要用于為汽車、交通運輸、家用電器和其他高產量行業生產高強度的復雜部件。

      拉擠成型被廣泛用于生產各種用于軌道交通、航空、船舶、體育用品、風機葉片、儲存和腐蝕性液體運輸領域的產品。

      對低重量、免維護、耐腐蝕和非導電產品的需求,預計將支持這一領域的增長。

      應用概述

      天然纖維復合材料主要被汽車和建筑行業用于生產車門板、座椅靠背、儀表板、貨車襯墊、車頭襯墊、甲板、欄桿、窗戶和框架。

      電子產品和體育用品是極有前途的細分市場,許多產品,如移動箱、筆記本電腦箱、網球拍、自行車、框架和滑雪板等,都由天然纖維復合材料制成。

      在汽車行業,天然纖維增強生物基復合材料被用于生產擁有良好力學性能的輕質部件,以改善燃油經濟性,降低二氧化碳排放。

      在汽車制造中,它們有助于減輕 30%的重量,降低 20%的成本。

      2015年,該領域的收入份額超過30%。

      用于汽車行業的天然纖維復合材料正在采用木纖維和非木纖維如亞麻、大麻和纖維素進行開發,以取代玻璃纖維,所獲得的產品要比現代材料更輕質。在生產過程中使用這些材料能夠降低大約20%的成本。

      在建筑行業,天然纖維作為合成纖維和金屬纖維的可持續替代品而被用作建筑材料的,在某些情況下,它們的力學性能,包括抗沖擊性能、彎曲性能及斷裂韌性,要比玻璃纖維的更好。2015年,建筑領域總的市場成交量為56%。

      區域概述

      對亞麻基天然纖維復合材料需求的激增,以及對消費品需求的激增,預計將對北美市場產生重大影響。

      在該地區的汽車行業中,NAFILEAN工藝已經帶來了對中央控制臺、儀表板和門板的可持續設計。為開發用于前后門襯和貨物架的天然聚合物基體,歐洲的汽車制造商們進行了廣泛的研究,2015年,歐洲的市場容量為15.4%。



      2013~2024年美國天然纖維復合材料市場的原材料收入(單位:百萬美元)

      德國是歐洲最大的汽車生產商和大麻進口商,為提高燃油效率,該國的汽車工業對可生物降解和輕質產品的需求日益增長,估計會刺激其經濟的增長。

      在亞太地區,由于可支配收入的不斷增加,加上生活水平的不斷提高,體育用品、電子和汽車行業預計在未來幾年將出現健康的增長態勢。中國正在統領亞太市場,這種趨勢可能會在未來幾年持續下去。


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