陳振榕／工研院材化所
本文介紹目前全球複合材料發展趨勢，以樹脂基纖維複材為主，對整體市場現況、熱塑複材與應用趨勢進行概述。玻纖複材以及熱固性樹脂基質之纖維強化材未來仍屬最大宗，但因應循環經濟與環境友善要求，熱塑複材的開發與應用將高速成長。目前循環回收纖維的市場份額仍微乎其微，有賴纖維複材回收技術開發與商業模式的形成驅動。
【內文精選】
前 言
複合材料(Composite Materials)是將兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質，以適當的方式組合而成的一種多相固態材料。當各組成材料以適當的方式結合，使它們在性能上互相取長補短，所形成的新材料將使終端產品的綜合性能優於原組成材質成品。組成複合材料的物質可能提供如機械強度、抗裂性、拉伸強度、導電性、高強度重量比和抗疲勞性等不同性能。複合材料的組合多元，可依不同產業需求研發新的材料搭配組合進而擴大應用。
輕量化、高強度是人們對複合材料性能的基本認知，現行各種複合材料的比強度與比模數如圖二所示。由於篇幅有限，在種類繁多的複合材料中，本文主要以纖維補強高分子複合材料為主進行說明。
圖二、各種複合材料特性
全球複合材料市場趨勢
4. 終端應用概述
複合材料可用於各種終端產業，包括航空航天和國防、運輸、風能、船舶、管道和油罐、建築和基礎設施，以及電氣和電子等，如圖六所示。在強勁的終端產業應用需求帶動下，複合材料市場正在快速增長。受益於商用飛機如波音787夢幻客機、波音797、中國商飛C919和空巴A350 XWB飛機對複合材料的強勁需求，航空航天和國防工業在2018年主導了全球複合材料市場，大多數複合材料用於製造機身結構，例如起落架、機身和機翼。預計全球越來越多的風能設備和飛機交付，將增加各個最終用途行業對複合材料的需求，從而帶動市場。由於交通運輸業的發展以及嚴格的環保法規，生產輕便和節油的汽車越來越嚴格，因此交通運輸業對複合材料的需求預計會增加。亞太地區在風能、管道和油箱、運輸、航空航天與國防，以及電氣和電子領域的需求強勁，是最大的複合材料市場。在2019~2024年內，由於中國和印度的風力裝置數量增長，預計亞太地區風能領域對複合材料的需求將保持強勁。
圖六、複合材料的主要終端應用領域占比
熱塑複合材料市場
熱塑複合纖維材料市場規模在2019年估計為280億美元，預計到2024年將達到360億美元，CAGR為5.2%，於航空航天和國防、交通運輸、消費品和電子產品、風能、運動與休閒以及建築應用中的採用日益普遍。玻璃纖維因在汽車、電氣和電子行業的廣泛使用，占據了市場份額的70%以上，如圖七所示。熱塑複材作為製程材料有四種常見的形式，其在終端應用市場所占之比重如圖八，熱塑複材市場主要由短纖維熱塑性塑料(SFT)主導，占熱塑複材市場之77.6%，原因是汽車、消費品和電子應用需求旺盛。
回收纖維市場
由於碳纖維較玻璃纖維貴得多，具有循環再利用的價值，但目前以碳纖維市場而言，原生纖維的使用占絕大部分(98.3%)，而回收纖維僅占1.7%，主要阻力來自於回收技術尚未成熟、碳纖廢棄物需有穩定供應來源（目前63%來自於航空報廢品、26%來自於車輛報廢品），以及須面臨與低成本成熟產品競爭（如E-glass與S-glass等相對低價複材）。MarketsandMarkets分析，2019年回收碳纖維市場…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》411期，更多資料請見下方附檔。