1、高分子复合材料简介
高分子复合材料是高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相固体材料，并且拥有界面的材料。高分子结构复合材料主要包括：①增强剂。为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物。②基体材料。主要是起粘合作用的胶粘剂，如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂。
高分子复合材料最大优点是博各种材料之长，如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质，根据应用目的，选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料，制成满足需要的复合材料。
2、高性能纤维复合材料简介
高性能纤维复合材料属于高分子复合材料，它是由各种高性能纤维作为增强体置于基体材料复合而成。其中高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重 (g/m3) 等优良物性的纤维材料，它是近年来纤维高分子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。
高分子复合材料与传统材料相比，具有更高的比强度、耐化学品和耐热冲击性，以及更大的设计灵活性。按照合成的原料不同，高性能纤维主要分为碳纤维、芳纶纤维、特殊玻璃纤维、超高分子聚乙烯纤维等，其中碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维。
高性能纤维的发展是一个国家综合实力的体现，是建设现代化强国的重要物资基础。高性能纤维复合材料是发展国防军工、航空航天、新能源及高科技产业的重要基础原材料，同时在建筑、通信、机械、环保、海洋开发、体育休闲等国民经济领域具有广泛的用途。
高性能纤维复合材料应用领域
①、航天军工：飞机、卫星、火箭、导弹、雷达等。
②、体育用品：高尔夫球槽、球拍、雪橇、滑雪板、曲棍球棒、钓鱼竿和自行车等。
③、工业应用：
基础设施：修复、更新和加固等。
新能源开发：如沿海油气田、深海油田的钻井平台、管道和缆绳等，以及风力发电机的螺旋桨和风叶、光伏产业热场材料等。
陆地交通：刹车系统、转动轴、车身以及环保汽车用的压缩天然气气瓶等。
电子领域：通信、广播、地球观测、空间探测以及各种飞行器的高精度天线等。
二、高性能纤维复合材料前景
1、全球高分子复合材料市场格局
全球复合材料工业的发展速度远远高于世界经济的增长速度，2009 年全球复合材料的产量约900 万吨，总产值约1000 亿欧元。其中北美、欧洲和亚洲是三个最大生产和应用地区，全球树脂基复合材料的年平均增长率在5%以上，其中亚太地区的增长率可达7%(中国约为9.5%、印度约为15%、欧洲和北美地区为4%)。
根据JEC 集团2010 年最新调查研究报告显示，最近几年全球复合材料需求增长一半都在亚洲，预计亚洲在全球复合材料市场所占比重将从本世纪初的25%提升至2010 年的51%。其中亚洲的风能市场有望独自占据全球复合材料市场的5%。重量减轻问题将驱动新型商业飞机的发展采用更多的复合材料，航空航天业每年也都会有11%的产量增长。在基础设施快速发展的推动下，预计到2015 年亚洲复合材料产量将翻番以上，即达到1000 万吨。
全球复合材料发展的大趋势是，整个行业的重心正在从欧美发达国家转向亚洲。预计中国和印度的经济增长和基础设施建设将进一步推动亚洲高分子复合材料市场的增长，未来将在全球价值190 亿美元高分子复合材料市场中发挥更大作用。
2、国内高性能纤维复合材料需求空间大
21 世纪以来，全球复合材料市场快速增长，亚洲尤其中国市场增长较快。2003-2008 年中国年均增速为15%，印度为9.5%，而欧洲和北美年均增幅仅为4%。2009 年，中国复合材料产量达323 万吨，全球占比为25.78%，已先后超过德国、日本而居世界第二位，并接近居世界首位的美国水平。
从复合材料的应用领域来看，国内市场中复合材料最大的应用领域为建筑和基础工程，合计约为71%，而用于交通运输的比例相对比较小，只占5%，低于全球24%平均水平；在工业设备领域比例为10%，也低于全球26%的平均水平。根据JEC 集团的2010 复合材料市场年度调查结果，到2013 年中国将占据全球复合材料市场增长43%的份额，其中在建筑施工领域将占市场增长率的67%。随着中国在2009 年成长为世界最大的汽车市场，预计中国道路运输行业所需复合材料也将占据全球同类行业45%的市场份额。预计到2015 年，“十二五”期间，中国复合材料需求量达到600 万吨。
随着国民经济的高速发展，经济结构的转变，新能源、环保、高端装备制造等其他新兴产业的加快发展，国内高性能纤维复合材料需求将日渐强劲。其中交通运输、工业设备发展推动高分子复合材料增长潜力很大，从子行业应用看，航天航空、汽车、风电等行业需求增长力度较强。
3、航空航天领域－趋势、需求是驱动力
在飞机制造方面，全球小型商务机和直升飞机的复合材料用量已占70%一80%，军用机30%一40%，大型客机15%一20%。高性能纤维在飞机上的比例已从原来的10%-20%上升至50%-80%。
波音公司和空中客车公司为了抢占世界飞机制造市场，投入大量人力和资金开发新型客运飞机，大量使用高性能复合材料，新型飞机中复合材料的比例逐年增加，波音787 客机达到全机结构质量比的50%，空中客车A350 客机也达到了全机机构质量比的40%。未来几年中国飞机制造行业对高性能纤维复合材料的需求将迅速增长。根据中国航空工业第一集团公司预测，到2024 年，国内航空运输飞机拥有量将达到3165 架，其中大型客机将达1,896 架。波音公司的2006 年中国地区“当前市场展望报告”预计到2025 年中国运输飞机数量达到3900 架(为现有飞机数量的3 倍)，将成为仅次于美国的全球第二大航空市场。另外在发展太空探索科技领域，对高性能纤维复合材料的需求也在增加。
4、汽车领域－安全、轻型化发展、需求是驱动力
过去10 年，国内汽车生产和市场以超过GDP 增速近一倍的高速度成长。中汽协公布 2010 年中国汽车销售1804 万辆，同比增长 32.2%。伴随近年来国内人均GDP 的快速增长以及汽车均价下探，R(车价/人均GDP)值也呈快速下降趋势，2009 年达到3.1。根据海外发达国家汽车市场的经验显示，R 值可被用来衡量一国汽车市场所处的发展阶段。一般当R 值在2－3 时，将进入至少10 年的私人汽车大规模普及阶段。另外考虑国内千人汽车保有量偏低，我们认为，中国汽车市场依然有较大增长空间，预计未来 15 年中国汽车销售复合增速将达到13%。
由于环保和节能的需要，汽车的轻量化和环保已经成为世界汽车发展的潮流。实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽车整备质量每减少100 公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6 升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。高性能纤维复合材料作为一种先进的轻质高强材料，正好迎合了未来汽车轻量化发展方向的要求。
5、风力发电领域-大容量发展、需求是驱动力
自2006 年国内颁布《可再生能源法》后，国内风电行业就进入了高速发展阶段。2009 年，国内风电新增装机容量1380.3 万千瓦，增长率连续6 年超过100%，居世界第一，成为增长速度最快的国家；累计装机容量达到2580 万千瓦，超过德国，位列全球第二。根据中国风能协会预测，2020 年中国风电累计装机容量将达2.48 亿KW，较2009 年增长近10 倍，年复合增长率达22.8%。
随着现代风电技术的发展及日趋成熟，风力发电机组研究沿着增大单机容量、减轻单位千瓦质量、提高转化效率的方向发展；海上风电的开发，对大型风电组的需求亦将增加。目前国内海上风电开发方兴未艾，根据世纪证券研究所电力设备研究员的预计，到2015 年，国内海上风电开发潜力为1500 万千瓦，到2020 年达到3500 万千瓦，年均新增海上风电装机300 万千瓦。
在欧洲和北美地区，陆地风电主流机型向3MW 发展，海上主流机型向3-5MW 发展。目前，美国7MW 风电机组研发成功，西班牙8MW 风电机组正处于研发过程。2008 年全球新增风电机组的平均功率已经达到1560kW。2009 年，国内风电场新安装的MW 级风电机组已占当年新增装机容量的86.8%。
风力发电需要大量复合材料，目前绝大多数风力发电机的转子叶片、机舱罩和整流罩都采用复合材料制造。风机叶片是风力发电机的核心部件，造价约占整个设备的1/4 到1/3。由于当叶片长度增加时，质量的增加要快于能量的提取，随着叶片长度的增加，对增强材料的强度和刚度等性能提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐显现出性能方面的不足，因此，在发展更大功率风力发电装置和更长转子叶片时，采用高性能纤维复合材料势在必行。
