近年来，全球范围都在积极应用碳纤维复合材料，尤其是发达国家。全球碳纤维复合材料市场规模不断扩大，据统计，2020年全球碳纤维需求量超过10万吨。碳纤维复合材料的高强度、轻量化、综合性能高等优势已倍受关注，未来几年，碳纤维复合材料产业将呈现出以下几个趋势：
一、轻量化需求推进应用比例的增长
从航空航天到工业制造的各个行业，都在寻找创新的方法来减轻多余的重量，碳纤维复合材料在实现轻量化的同时，还能提供与同类产品相当的安全性和可靠性，实现功能集成与减重双重目标。例如，配备电驱动或燃料电池引擎的汽车能够通过减轻结构件或动力总成部件的重量，使其续航里程得以增加，最直接的案例就是智上新材为汽车设备商定制的碳纤维动力电池箱体，比金属箱体减重三分之一；工业机械中的重型、高负载以及耐用的工业设备，可以通过采用高强度与性能更好的材料实现轻量化、轻薄的精密结构，智上新材为纺织、印刷、造纸、锂电池等行业提供的碳纤维辊，在提高生产效率、减少能耗的同时，还因为碳纤维复合材料所提供的良好尺寸稳定性、耐化学腐蚀性、耐疲劳性而获得优化的结果。事实证明，碳纤维的这种轻量化应用价值将大幅度推动其在多种行业中的应用比例。
二、性能需求不断个性化、多元化
为了满足某些行业对特定项目的材料需求，碳纤维复合材料零部件制造企业需要不断开发出具有特定应用性能的碳纤维复合材料，例如耐高温性、阻燃性、自润滑性、电磁波透过性等不同的性能特征，以此扩大碳纤维复合材料的应用范围。而且，碳纤维复合材料的这种可调适的应用能力反过来又会引导工业制造等领域进行设备升级。
航空、轨道交通以及汽车制造在材料选择时通常会考虑乘客的安全性，阻燃类碳纤维复合材料更符合这类应用需求；航天工程和特种工业设备的一些零部件需要耐受很高的工作温度，智上新材为这类设备提供耐高温碳纤维复合材料零部件的定制服务，这类碳纤维产品可承受数百至上千摄氏度的不同工作温度，同时还能保持低热膨胀系数；许多工业设备要求零部件材料具有足够的耐磨性和自润滑性，智上新材开发的连续CF增强PEEK等复合材料有效提升了零部件的自润滑和耐磨性能。而且，这种连续碳纤维增强热塑性复合材料产品可以通过选择不同种类的基体材料、含量不同的碳纤维以及添加工艺改变或调节复合材料的实际性能。可以说，工业等领域的应用需求带动了碳纤维复合材料的发展。
三、可回收利用将成为重要发展目标
如果从材料全生命周期的角度来审视，热固性碳纤维复合材料必将面临挑战。为了应对该问题，现在主要有两个方向的解决方案：一是针对当下市场上的碳纤维复合材料进行可回收性研究，例如近期华盛顿州立大学机械与材料工程学院张锦文教授团队以环氧基vitrimer材料替代环氧树脂，创造出一种方便可回收的碳纤维复合材料；二是直接采用热塑性树脂基替代热固性树脂基，例如智上新材开创了以连续碳纤维为增强体，以中高端热塑性树脂为基体的热塑性碳纤维复合材料零部件解决方案。这种热塑性树脂基体与热固性树脂基体不同，具有可回收和二次利用的基本条件，如今，这种新兴的连续碳纤维增强热塑性复合材料制造技术正在奋力赶超传统的碳纤维增强热固性复合材料，正在为航空航天、军工、轨道交通，智能机械和高端医疗市场中的特定用户提供具有更高性能的应用产品。
文章来源： 腾讯新闻网
