2017年一张图看懂耐高温纤维_45页-4mb

耐高温纤维总结

核心内容

耐高温纤维是指在180℃以上温度条件下可长期使用的高性能纤维，广泛应用于国防工业、宇航事业、尖端技术及民用工业等领域。其主要特性包括耐高温、高强度、高模量、耐化学腐蚀、阻燃、电绝缘性好等。不同种类的耐高温纤维具有不同的性能指标和应用场景，其市场和产业链也在不断发展。

主要观点

• 耐高温纤维根据材料可分为无机耐高温纤维和有机耐高温纤维。
• 有机耐高温纤维包括间位芳香族聚酰胺纤维（PPTA）、聚对苯撑苯并双噁唑纤维（PBO）、聚酰亚胺纤维（PI）、聚苯硫醚纤维（PPS）、**聚醚醚酮纤维（PEEK）**等。
• 无机耐高温纤维包括碳纤维（CF）、玻璃纤维（GF）、玄武岩纤维（BASOFIL）、陶瓷纤维、硼纤维等。
• 各类耐高温纤维具有不同的耐温范围、强度、模量、化学稳定性等性能，适用于不同行业。

关键信息

耐高温纤维分类及应用

聚酰亚胺纤维（PI）

• 特性：

  • 耐高温，起始分解温度约500℃，部分可达600℃。
  • 高强高模，断裂强度可达4.6GPa。
  • 耐低温，-269℃仍不脆裂。
  • 高绝缘性能，介电常数4.0，介电损耗低。
  • 自熄性，发烟率低。
  • 无毒，可多次消毒。
  • 稳定性好，部分品种不溶于有机溶剂。

• 性能指标及代表性企业：

  • 密度：1.41 g/cm³
  • 拉伸强度：28-35 cN/tex
  • 拉伸模量：60-785 cN/tex
  • 断裂伸长率：30-35%
  • 连续使用温度：200℃
  • 分解温度：430℃
  • 300℃ 100h强度保持率：80%
  • LOI值：36-38%
  • 成本：高

• 代表性企业：杜邦、长春高琦、德国Evonik、江苏奥神等。

聚苯硫醚纤维（PPS）

• 特性：

  • 分子链由苯环和硫醚键交替构成，具有良好的耐热性和热稳定性。
  • 化学稳定性好，耐酸碱，不溶于多数溶剂。
  • 阻燃性优异，极限氧指数可达34%~45%。
  • 力学性能优异，200℃时强度保持率高。

• 性能指标及代表性企业：

  • 密度：1.34 g/cm³
  • 拉伸强度：27-31 cN/tex
  • 拉伸模量：857 cN/tex
  • 断裂伸长率：0.5-1.4%
  • 连续使用温度：190℃
  • 分解温度：281℃（熔点）
  • 300℃ 100h强度保持率：260℃、48h强度保持60%
  • LOI值：35%
  • 成本：高

• 代表性企业：美国Phillips、敦煌西域、东丽、浙江东华等。

碳纤维（CF）

• 特性：

  • 密度小、质量轻。
  • 热膨胀系数各向异性。
  • 高强度、高模量。
  • 耐腐蚀性强，除强酸与强碱外，对大多数化学物质稳定。
  • 耐辐射性好。
  • 高温及低温性能好。

• 性能指标及代表性企业：

  • 密度：1.5-2.0 g/cm³
  • 拉伸强度：2-7 GPa
  • 拉伸模量：200-700 GPa
  • 断裂伸长率：3%~4%
  • 连续使用温度：-260-650℃
  • 分解温度：680℃
  • 成本：高

• 代表性企业：Owens Corning、中国巨石、日本Toray等。

玻璃纤维（GF）

• 特性：

  • 力学性能优异，拉伸强度高，伸长小。
  • 稳定性好，不燃，耐化学性佳。
  • 加工性能好，可制成不同形态的产品。
  • 透明，可透光。
  • 环保无毒，不释放有害物质。

• 性能指标及代表性企业：

  • 密度：2.4-2.7 g/cm³
  • 拉伸强度：1000-3000 MPa
  • 拉伸模量：100 GPa
  • 断裂伸长率：3%~4%
  • 连续使用温度：300℃
  • 分解温度：680℃
  • 成本：高

• 代表性企业：Saint-Gobain、中国巨石、泰山玻璃等。

玄武岩纤维（BASOFIL）

• 特性：

  • 强度高，与高强度S玻璃纤维相当。
  • 电绝缘性好，耐高温。
  • 化学稳定性好，耐酸碱、耐水。
  • 声绝缘性好，吸音效果佳。
  • 环保无毒，废弃物少，可降解。

• 性能指标及代表性企业：

  • 密度：2.65-2.8 g/cm³
  • 拉伸强度：3300-4500 MPa
  • 拉伸模量：95-115 GPa
  • 断裂伸长率：2.4-3.0%
  • 使用温度：-260-650℃
  • 分解温度：900℃
  • 成本：高

• 代表性企业：Albarrie、上海俄金、江苏天龙等。

聚醚醚酮纤维（PEEK）

• 特性：

  • 耐高温性好，可在空气中或水蒸汽中使用。
  • 阻燃性好，极限氧指数为33，燃烧不产生有毒气体。
  • 耐化学药品性好，只溶解于浓硫酸。
  • 耐磨性优异，不随温度、压力变化。
  • 弹性回复能力好，可承受冲击负荷。
  • 电绝缘稳定性好，不受温度、湿度、频率影响。
  • 耐水解性好，吸水率低。

• 性能指标及代表性企业：

  • 密度：1.27-1.30 g/cm³
  • 拉伸强度：400~700 MPa
  • 拉伸模量：3-6 GPa
  • 断裂伸长率：12-30%
  • 连续使用温度：260℃
  • 分解温度：343℃
  • LOI值：35%
  • 成本：高

• 代表性企业：德国Evonik、常州创赢、美国Zeus、英国Victrex等。

市场分析

碳纤维市场

• 全球需求量：2016年为7.65万吨，预计2017年增长至8.42万吨，2020年将突破11万吨。
• 全球产能分布：美国（25.5%）、日本（18.7%）、中国大陆（17.1%）占据前三，韩国和中国台湾均超过6%。
• 主要应用领域：航空航天、风电叶片、体育休闲、汽车、压力容器、建筑、船舶等。

玻璃纤维市场

• 市场规模：2016年为110.2亿美元，预计2023年将增长至200亿美元。
• 全球产能：2015年为570万t，2016年超过600万吨，美国OCV（21%）、中国巨石（19%）占据产能前两位。
• 主要应用领域：建筑（32%）、交通运输（28%）、工业应用（21%）、电子电气（11%）、新能源（8%）。

玄武岩纤维市场

• 市场规模：2015年超过6841万美元，预计2021年达到约1.2119亿美元，复合年均增长率稍高于10.7%。

聚苯硫醚纤维（PPS）市场

• 产能分布：主要分布在美、日、德、中，日本占世界总产能的45%以上。
• 市场前景：中国PPS处于供不应求状态，市场潜力大。

产业链分析

• 碳纤维产业链：上游原材料、中游纤维制造、下游产品应用，附加值逐级提升。
• 玻璃纤维产业链：从玻纤到玻纤制品再到复合材料，产品附加值不断提升，下游应用广泛。

附注

• 版权声明：本文内容版权归属新材料在线®，转载请注明来源。
• 免责声明：本文内容仅供参考，不构成投资建议，数据来源于公开资料，仅供参考。