เส้นใยอะรามิดมีข้อดีคือมีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง น้ำหนักเบา ฯลฯ
เส้นใยอะรามิดมีข้อได้เปรียบในด้านความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และน้ำหนักเบา กระดาษอะรามิดและวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิดที่ผลิตจากเส้นใยเหล่านี้มีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้งานได้อย่างกว้างขวาง วัสดุหลักที่ขาดไม่ได้ในสาขาอื่นๆ
1. ภาพรวมผลิตภัณฑ์
ชื่อเต็มของเส้นใยอะรามิดคือ "เส้นใยโพลีเอไมด์อะโรมาติก" เส้นใยนี้มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงสูงพิเศษ โมดูลัสสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนกรดและด่าง และมีน้ำหนักเบา เส้นใยอะรามิดได้รับการพัฒนาและวางจำหน่ายในสหรัฐอเมริกาโดยบริษัทดูปองท์ในช่วงทศวรรษ 1960 เส้นใยอะรามิดไม่ได้ถูกนำไปใช้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายโดยตรง แต่อย่างน้อยที่สุดต้องนำไปผลิตเป็นผ้าหรือวัสดุผสมที่เกี่ยวข้อง
ประเภทและประสิทธิภาพของเส้นใยอะรามิดมีผลกระทบค่อนข้างมากต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เส้นใยอะรามิดสามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภท ได้แก่ ออร์โธอะรามิด พาราอะรามิด (อะรามิด 1414, PPTA) และเมตาอะรามิด (อะรามิด 1313, PMTA) โดยผลิตภัณฑ์ทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ประกอบด้วยเมตาอะรามิดและพาราอะรามิด ส่วนบิตอะรามิดมีสองประเภท กระดาษอะรามิดที่ทำจากเมตาอะรามิดบริสุทธิ์มีความแข็งแรงสูง เสียรูปน้อย ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี ทนไฟ และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เส้นใยอะรามิดถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในด้านการป้องกันประเทศ การบินและอวกาศ รถไฟความเร็วสูง ฉนวนไฟฟ้า และสาขาอื่นๆ พาราอะรามิดมีประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีกว่าเมตาอะรามิด และสามารถใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศสำหรับปลอกมอเตอร์จรวดเชื้อเพลิงแข็งสำหรับขีปนาวุธและวัสดุโครงสร้างรองสำหรับเครื่องบินขนาดใหญ่ (เช่น ประตูห้องโดยสาร หน้าต่าง ฯลฯ) ชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับปีก ฯลฯ เกราะป้องกันร่างกาย หมวกกันกระสุน เสื้อผ้ากันแทงและตัด เสื้อผ้า EOD ร่มชูชีพที่มีความยืดหยุ่นสูง ตัวถังรถกันกระสุน แผ่นเกราะ ฯลฯ ในอุตสาหกรรมป้องกันประเทศ
ตั้งแต่เส้นใยอะรามิดไปจนถึงวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิด จำเป็นต้องผ่านกระบวนการผลิตหลายขั้นตอน เช่น การผลิตกระดาษและการรีดร้อน โดยพิจารณาจากกระบวนการและกระบวนการผลิต พบว่าผลิตภัณฑ์หลักๆ ได้แก่ กระดาษอะรามิดและวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิด
กระดาษอะรามิดเป็นวัสดุใหม่ประสิทธิภาพสูงที่ผลิตจากเส้นใยอะรามิดเกรดสำหรับทำกระดาษ ผ่านกระบวนการขึ้นรูปเปียก การตกแต่งด้วยอุณหภูมิสูง และกระบวนการอื่นๆ บริษัทดูปองท์แห่งสหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการพัฒนากระดาษอะรามิดในช่วงทศวรรษ 1960 ด้วยคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น หน่วงการติดไฟตามธรรมชาติ เป็นฉนวน ทนอุณหภูมิสูง และความแข็งแรงสูง กระดาษอะรามิดจึงค่อยๆ กลายเป็นวัสดุสำคัญที่ขาดไม่ได้สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมและสาขาสำคัญๆ เช่น อิเล็กทรอนิกส์และการสื่อสาร
รังผึ้งอะรามิดเป็นโครงสร้างแบบไบโอนิก ผลิตจากกระดาษอะรามิดผ่านกระบวนการที่ซับซ้อนหลายขั้นตอน เช่น การติดกาว การเคลือบ การรีดร้อน การตัดแต่ง การยืด การขึ้นรูป การจุ่ม และการบ่ม รังผึ้งมีโครงสร้างรังผึ้งธรรมชาติ 6 ด้าน น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง เสถียรภาพทางโครงสร้างที่แข็งแกร่ง และมีข้อดีคือเป็นฉนวนกันเสียง ฉนวนกันความร้อน ทนไฟ และอื่นๆ สามารถใช้เป็นวัสดุโครงสร้างน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงสูง (ส่วนใหญ่เป็นวัสดุแกนกลาง) ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ระบบขนส่งทางรถไฟ การป้องกันประเทศ และอื่นๆ วัสดุแกนรังผึ้งอะรามิดได้กลายเป็นวัสดุลดน้ำหนักที่สำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ระบบขนส่งทางรถไฟ และอื่นๆ เนื่องจากมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ขณะเดียวกัน เมื่อใช้ร่วมกับพรีเพร็ก ก็ยังมีบทบาทสำคัญในด้านการดูดซับคลื่น
สถานการณ์การใช้งานของวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิด
วัสดุดูดซับโครงสร้างรังผึ้งแบบแซนด์วิชที่ผลิตจากวัสดุแกนรังผึ้งเป็นวัสดุดูดซับโครงสร้างที่สำคัญ วัสดุดูดซับโครงสร้างรังผึ้งแบบแซนด์วิชส่วนใหญ่ใช้ในด้านเรดาร์สเตลท์ ประกอบด้วยรังผึ้งอะรามิดชุบสารดูดซับและแผงส่งคลื่น ซึ่งมีคุณสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติการดูดซับที่ดีเยี่ยม สำหรับวัสดุดูดซับโครงสร้างรังผึ้งอะรามิด ประสิทธิภาพการดูดซับขึ้นอยู่กับขนาดของรังผึ้งและระบบกาวที่ชุบสารดูดซับเป็นหลัก ปัจจุบันวัสดุดูดซับโครงสร้างรังผึ้งอะรามิดสามารถดูดซับได้อย่างมีประสิทธิภาพในย่านความถี่ 0-18 GHz
วัสดุแกนรังผึ้งอะรามิด
2. สถานการณ์การใช้งานหลัก
1. สถานการณ์การใช้งานหลักของกระดาษอะรามิด
ขึ้นอยู่กับการใช้งานเชิงฟังก์ชันของผลิตภัณฑ์ สาขาการใช้งานขั้นปลายของผลิตภัณฑ์นั้นส่วนใหญ่จะได้แก่ ฉนวนไฟฟ้า (เป็นวัสดุฉนวน) และวัสดุแกนรังผึ้ง (เป็นวัสดุลดน้ำหนักโครงสร้าง)
ผลิตภัณฑ์กระดาษเมตา-อะรามิดส่วนใหญ่ใช้ในด้านฉนวนไฟฟ้า และมีการใช้กระดาษแกนรังผึ้งในปริมาณเล็กน้อย ปัจจุบันกระดาษอะรามิดเป็นสาขาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศของเรา ขณะเดียวกัน ด้วยการพัฒนาระบบรางไฟฟ้าในประเทศของเรา และการก่อสร้างรถไฟฟ้าใต้ดินและรถไฟฟ้ารางเบาขนาดใหญ่ ทำให้มีความต้องการอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับรถไฟความเร็วสูงสูงขึ้น รวมถึงหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูง
ผลิตภัณฑ์กระดาษพาราอะรามิดส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมวัสดุแกนรังผึ้ง เมื่อเทียบกับวัสดุแกนรังผึ้งที่ทำจากกระดาษเมตาอะรามิด สมบัติเชิงกลโดยรวมของวัสดุแกนรังผึ้งที่เตรียมจากกระดาษพาราอะรามิดนั้นดีกว่าวัสดุแกนรังผึ้งที่ทำจากกระดาษเมตาอะรามิดอย่างเห็นได้ชัด และมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กคุณภาพเดียวกันถึง 5 เท่า แต่มีความหนาแน่นเพียงหนึ่งในห้าของเหล็ก แต่เนื่องจากราคาสูง จึงมักถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมวัสดุแกนรังผึ้งที่ต้องการความแข็งแรงสูง
2. สถานการณ์การใช้งานหลักของวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิด
สาขาการบิน: หลังจากนำวัสดุแกนรังผึ้งกระดาษอะรามิดมาประกอบเข้ากับแผงเพื่อสร้างโครงสร้างแบบแซนด์วิชแล้ว วัสดุนี้สามารถใช้เป็นรูปแบบโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุด และถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในวงการการบิน ส่วนประกอบหลักที่ใช้ประกอบด้วย แผ่นปิดปีก (flap), ปีกหาง (aileron), ขอบหางแนวตั้ง (vertical leading edge), หางเสือ (rudder), คานาร์ด (canard), ลำตัวเครื่องบิน (fuselage), ใบพัด (blade), เรโดม (radome), เรโดม (radome), แผงผนัง (wall panel), ช่องระบายอากาศ (hatch), พื้น (floor) และส่วนประกอบอื่นๆ รวมถึงส่วนประกอบขนาดใหญ่ที่รับแรงดึงจากแรงดึงรองและแรงดึงแข็งของเครื่องบิน ในฐานะวัสดุแกนหลักที่เลือกใช้อันดับแรกสำหรับโครงสร้างแบบแซนด์วิชรังผึ้งคอมโพสิตของเครื่องบิน วัสดุนี้สามารถลดคุณภาพโครงสร้างของเครื่องบิน และทำให้ส่วนประกอบต่างๆ มีประสิทธิภาพในการส่งผ่านคลื่น ลดเสียงรบกวน และป้องกันความร้อนได้ดี จากสถิติพบว่ามีแผงรังผึ้ง Nomex มากกว่า 280 แผงในเครื่องบินแบบ Straight Nine ของสหรัฐฯ ซึ่งครอบคลุมประมาณ 80% ของตัวเครื่องทั้งหมด แผงรังผึ้งของเครื่องบินขับไล่ F-111 ของอเมริกาคิดเป็นมากกว่า 90% ของพื้นที่รูปทรงทั้งหมด C919 ในเครื่องบิน มีการใช้วัสดุแกนรังผึ้งจำนวนมากในหลายส่วนเพื่อตอบสนองความต้องการในการลดน้ำหนัก คาดว่าความต้องการวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิดในเที่ยวบินเดียวจะสูงกว่า 10 ล้านหยวน
ในด้านเรือ: โครงสร้างรังผึ้งแบบแซนด์วิชไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนักของเรือเปล่า ปรับปรุงความคล่องตัวและทนต่อแรงกระแทกของเรือเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนและความสามารถในการพรางตัวของเรือได้อย่างมาก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กองทัพเรือในหลายประเทศได้นำวัสดุรังผึ้งแบบแซนด์วิชมาใช้ในส่วนโครงสร้างส่วนบน เช่น ดาดฟ้าเรือ กำแพงกันคลื่น และเพดานเครื่องบินของเรือผิวน้ำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในทุกด้านของเรือ เรือเร็วของหน่วยยามฝั่งสหรัฐฯ ใช้โครงสร้างรังผึ้ง Nomex แทนแผงใยหิน ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนักของเรือเร็วได้มากกว่า 9 ตัน แต่ยังช่วยลดอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากใยหินอีกด้วย ราคาต่อตารางเมตรอยู่ที่ 1,500-2,000 หยวน เป็นที่เข้าใจกันว่าสถาบันวิจัยหลักของ CSIC ได้เริ่มนำแผงรังผึ้งอะรามิดมาใช้เป็นโครงการตกแต่งภายในเรือน้ำหนักเบา
ในด้านการขนส่งทางราง: วัสดุอะรามิดสามารถลดการใช้พลังงานและเสียงรบกวนของรถไฟความเร็วสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ได้มีการนำมาใช้กับแผงด้านข้าง แผงหลังคา ที่นั่ง แผงกั้น ชั้นวางสัมภาระ และแผงสกายไลท์ของรถไฟความเร็วสูงเพื่อลดน้ำหนักของรถ เพื่อเพิ่มความเร็วของรถไฟ รถยนต์ที่มีความเร็วมากกว่า 200 กม./ชม. จำเป็นต้องใช้วัสดุรังผึ้งกระดาษอะรามิดจำนวนมาก โรงงานรถบัสฉางชุนแนะนำให้ใช้วัสดุรังผึ้งอะรามิดเป็นวัสดุโครงสร้างระหว่างชั้นของรถไฟความเร็วสูงสำหรับรถอีมู CRH-5 ความต้องการวัสดุรังผึ้งอะรามิดขนาด 10-15 มม. ต่อปีสูงถึง 50,000 ตารางเมตร ภายใต้ข้อกำหนดด้านน้ำหนักเบาและความสะดวกสบาย รถรุ่นใหม่ๆ เช่น รถพื้น ก็นำโครงสร้างรังผึ้งอะรามิดมาใช้ในการออกแบบชิ้นส่วนภายในด้วยเช่นกัน
นอกจากนี้ วัสดุแกนรังผึ้งกระดาษอะรามิดยังสามารถนำไปใช้ในการผลิตใบพัดลม เรือ เรือยอทช์ เรือพาย สโนว์บอร์ด รถบ้าน และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ได้อีกด้วย
3. อุปทานและอุปสงค์ของอุตสาหกรรม
1. อุปทานและอุปสงค์ของเส้นใยอะรามิด
ปัจจุบัน กำลังการผลิตเส้นใยอะรามิดทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 140,000-150,000 ตัน ซึ่งมากกว่า 50,000 ตันเป็นเส้นใยเมตาอะรามิด และ 90,000-100,000 ตันเป็นเส้นใยพาราอะรามิด เส้นใยเมตาอะรามิดประมาณ 60% ถูกใช้ในอุตสาหกรรมกรองระดับล่างของจีน และมีเพียงประมาณ 10% เท่านั้นที่ใช้ในอุตสาหกรรมฉนวนและแกนรังผึ้งระดับไฮเอนด์ เส้นใยพาราอะรามิด 40% ถูกใช้สำหรับการเสริมแรงเส้นใยในประเทศจีน 20% ใช้สำหรับการป้องกันกระสุน หมวกกันกระสุนทางทหาร ถุงมือ ฯลฯ 20% ใช้สำหรับอุตสาหกรรมยางรถยนต์ และ 20% ใช้สำหรับวัสดุคอมโพสิต
2. อุปทานและอุปสงค์ของกระดาษอะรามิด
กระดาษอะรามิด: จากสถิติ กำลังการผลิตกระดาษอะรามิดทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 20,000 ตันต่อปี และกำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 12,000 ตันต่อปี ความต้องการกระดาษอะรามิดทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 10,000 ตันต่อปี โดยดูปองต์ครองส่วนแบ่งตลาดหลัก ข้อมูลจากสถาบันวิจัยหลักทรัพย์ CITIC ระบุว่ากระดาษอะรามิดทั่วโลกส่วนใหญ่ใช้สำหรับฉนวนไฟฟ้าและวัสดุแกนรังผึ้ง คิดเป็น 64% และ 34% ตามลำดับ เมื่อพิจารณาโครงสร้างการบริโภคทั่วโลก พบว่า 90.76% ของความต้องการกระดาษอะรามิดในประเทศของฉันในปี 2020 มาจากเครื่องใช้ไฟฟ้า ส่วนวัสดุฉนวนนั้น การบริโภควัสดุโครงสร้างรังผึ้งและวัสดุผสมอื่นๆ คิดเป็นเพียง 9.24% เท่านั้น
ปัจจุบัน Minshida ผู้ผลิตกระดาษอะรามิดรายใหญ่ที่สุดในประเทศ Minstar เป็นผู้ผลิตกระดาษอะรามิดรายแรกในประเทศจีน และปัจจุบันส่วนแบ่งตลาดกระดาษอะรามิดทั่วโลกของ Minstar อยู่ในอันดับสองของโลก รองจาก DuPont ของสหรัฐอเมริกา
3. อุปทานและอุปสงค์ของวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิด
จากการคำนวณพบว่ากระดาษอะรามิด 100 กิโลกรัมสามารถผลิตวัสดุแกนรังผึ้งขนาด 3 ลูกบาศก์เมตรได้ กำลังการผลิตตามทฤษฎีของรังผึ้งอะรามิดในโลกสามารถสูงถึง 2.04 ล้านลูกบาศก์เมตร และกำลังการผลิตตามทฤษฎีของรังผึ้งอะรามิดในตลาดจีนสามารถสูงถึง 240,000 ลูกบาศก์เมตร กำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพสอดคล้องกับวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิดอยู่ที่ประมาณ 54,000 ลูกบาศก์เมตร
ปัจจุบัน บริษัท AVIC Composite Materials เป็นผู้ผลิตวัสดุแกนรังผึ้งอะรามิดรายใหญ่ในประเทศ การผลิตรังผึ้งของบริษัท AVIC Composite Materials ส่วนใหญ่จัดจำหน่ายในกรุงปักกิ่งและหนานทง ในบรรดาสายการผลิตรังผึ้งขนาดใหญ่ในหนานทงนั้น มีความก้าวหน้าในระดับสากลและมีระบบอัตโนมัติขั้นสูง ผลิตภัณฑ์ของบริษัทส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่เครื่องบินพลเรือน โดยมีลูกค้าการค้าต่างประเทศ เช่น แอร์บัส โบอิ้ง และหยาฉี เป็นผลิตภัณฑ์หลัก
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประเทศของผมยังคงเพิ่มการสนับสนุนนโยบายเกี่ยวกับวัสดุเส้นใยอะรามิดและกระดาษอะรามิดอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมรถไฟความเร็วสูง การผลิตเครื่องบินภายในประเทศ เรือบรรทุกเครื่องบิน และอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์อื่นๆ ของประเทศ ได้ผลักดันการพัฒนากระดาษฉนวนอะรามิดและวัสดุแกนรังผึ้งกระดาษอะรามิด
ด้วยการเติบโตของสาขาการประยุกต์ใช้กระดาษอะรามิด คาดว่าตลาดกระดาษอะรามิดจะมีโอกาสพัฒนาที่ดี จากข้อมูลสาธารณะของบุคคลที่สาม การบริโภคกระดาษอะรามิดในประเทศจีนเพิ่มขึ้นจาก 2,742 ตันในปี 2560 เป็น 4,215 ตันในปี 2564 และคาดว่าการบริโภคกระดาษอะรามิดในประเทศของฉันจะสูงถึง 12,357 ตันในปี 2571 โครงสร้างรังผึ้งเป็นโครงสร้างรับน้ำหนักที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และจะยังคงเป็นโครงสร้างในการออกแบบโครงสร้างของเครื่องบินและยานอวกาศต่อไปอีกนาน
Suiyin Capital จะยังคงให้ความสนใจต่อการประยุกต์ใช้และการพัฒนาของวัสดุใหม่ๆ ในด้านการป้องกันประเทศและอุตสาหกรรมการทหารและการผลิตขั้นสูง ค้นหาแชมเปี้ยนที่ซ่อนเร้นและบริษัทชั้นนำในตลาด ใช้เงินทุนเพื่อช่วยเหลือในด้านการป้องกันประเทศและอุตสาหกรรมการทหาร มีส่วนสนับสนุนการพัฒนาประเทศ และสร้างคุณค่าให้กับสังคม
