【導(dǎo)語(yǔ)】：11月12日，第十五屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“珠海航展”）在珠海國(guó)際航展中心隆重開幕，本屆珠海航展“硬核又好看”。殲-20S、殲-35A、殲-16戰(zhàn)斗機(jī)、運(yùn)油-20空中加油機(jī)等明星空軍現(xiàn)役主力機(jī)型備受觀眾矚目，東航、南航、國(guó)航等民航企業(yè)攜多項(xiàng)科創(chuàng)成果、精彩表演和出行產(chǎn)品亮相。航空航天離不開基礎(chǔ)制造材料，在珠海航展這一展示航空航天技術(shù)的重要平臺(tái)上，我們來(lái)更加深入地了解一下宇航材料都有哪些？

一、細(xì)數(shù)八大宇航材料?

鋁合金：鋁合金因其高比模量和比強(qiáng)度、良好的耐腐蝕性和加工性能，廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙、艙體結(jié)構(gòu)、承載壁板、梁、儀器安裝框架和燃料儲(chǔ)箱等部位。

鈦合金：鈦合金具有高比強(qiáng)度、良好的抗腐蝕和抗疲勞性能，適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)葉片、機(jī)匣、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和隔熱板等部位。

超高強(qiáng)度鋼：超高強(qiáng)度鋼具有高抗拉強(qiáng)度和足夠的韌性，適用于航天發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、軸承和傳動(dòng)齒輪等部位。

鎂合金：鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，適用于航天發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、齒輪箱等部位。

碳碳復(fù)合材料：C/C基復(fù)合材料具有耐高溫、低密度和高強(qiáng)度，適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件，如加力燃燒室的尾噴管和燃燒室噴管等。

石墨纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：這種材料彈性模量高，在抗沖擊性能、抗疲勞性能、減摩耐磨性能、自潤(rùn)滑性、耐腐蝕性以及耐熱性等，都有顯著優(yōu)點(diǎn)。用于制作飛機(jī)翼尖、尾翼、起落架及機(jī)內(nèi)許多零件。在火箭、導(dǎo)彈的鼻錐體，火箭的噴嘴及人造衛(wèi)星支架等方面也被選用，還可以用于衛(wèi)星的大面積太陽(yáng)翼和拋物面天線，具有高模量和輕質(zhì)的特點(diǎn)。

聚苯硫醚（PPS）：PPS是一種新型高性能熱塑性樹脂，具有優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機(jī)械性能和極好的尺寸穩(wěn)定性以及優(yōu)良的電性能等特點(diǎn)，PPS可用于制造飛行器接插件、線圈骨架、儀表盤、軍艦潛艇的耐腐蝕耐磨部件、頭盔、等，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、機(jī)械石油化工、醫(yī)療、輕工業(yè)及軍工等領(lǐng)域。

芳綸：芳綸一般指芳酰胺纖維，分四類：(1)全對(duì)位芳酰胺纖維；(2)全對(duì)位芳酰胺共聚纖維；(3)全間位芳酰胺纖維；(4)含甲基取代基等間位芳酰胺共聚纖維。芳綸的屈服強(qiáng)度高達(dá)2250～2750GPa，適于耐高溫和有一定阻燃性的應(yīng)用領(lǐng)域，在一定的溫度范圍內(nèi)具有負(fù)熱膨脹系數(shù)，適用于航天器機(jī)身外殼、制造衛(wèi)星的天線和反射面等。

這些材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用不僅滿足了極端環(huán)境下的性能要求，還通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和材料改性，提升了整體性能，推動(dòng)了航空航天技術(shù)的發(fā)展。

二、特種工程塑料PPS為何能成為宇航材料？

聚苯硫醚（PPS）具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，由苯環(huán)和硫原子交替排列構(gòu)成，這使得它兼具剛性和柔性。它的主要性能有：

耐高溫性：PPS的原粉結(jié)晶度高達(dá)75%，熔點(diǎn)高達(dá)285℃，最高連續(xù)使用溫度可達(dá)260℃，熱分解溫度可達(dá)522℃，因此具有優(yōu)異的耐高溫性能。

電絕緣性和介電特性：PPS表現(xiàn)出優(yōu)異的電絕緣性能，能夠在電氣設(shè)備中阻隔電流流動(dòng)。這使得PPS成為制造電子元件和電氣部件的理想選擇，特別是在高壓和高頻環(huán)境下。其穩(wěn)定的介電特性有助于保障電子設(shè)備的安全運(yùn)行。

阻燃性能：PPS被認(rèn)為是本質(zhì)阻燃材料，其具有出色的阻燃性能，無(wú)需添加阻燃劑即可達(dá)到高阻燃等級(jí)。這使得PPS成為需要在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較高的領(lǐng)域中使用的材料的首選，如航空航天和電子電氣領(lǐng)域。

熱氧穩(wěn)定性：由于主鏈上苯環(huán)與硫原子形成了共軛，且硫原子尚未處于飽和狀態(tài)，PPS的熱氧穩(wěn)定性突出。

耐化學(xué)腐蝕性：PPS的整個(gè)聚合物呈現(xiàn)出非極性或弱極性的特點(diǎn)，因此電絕緣性和介電性以及耐化學(xué)介質(zhì)性也很突出。

純PPS的缺點(diǎn)是性能脆，因而很少單獨(dú)使用，經(jīng)過(guò)玻璃纖維、碳纖維、礦物填充、碳納米管、聚四氟乙烯、石墨烯、二硫化鉬等材料改性后的聚苯硫醚（PPS）增加了如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐熱性、耐磨性、高強(qiáng)度、耐水解等材料特征，從而形成了據(jù)有特有功能的特種工程塑料。通過(guò)碳纖維增強(qiáng)的PPS復(fù)合材料具有優(yōu)異的破裂韌性，適用于航天和商業(yè)飛行器的起落架及機(jī)翼部件。

三、國(guó)內(nèi)PPS供應(yīng)現(xiàn)狀如何？

全球PPS的產(chǎn)能主要集中在歐美地區(qū)和日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家，其中日本是最大的PPS生產(chǎn)國(guó)，約占全球總產(chǎn)能的46%。全球PPS產(chǎn)能近年來(lái)有所增長(zhǎng)，尤其是隨著新興市場(chǎng)的崛起和技術(shù)進(jìn)步，產(chǎn)能逐漸擴(kuò)大。

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中國(guó)PPS產(chǎn)業(yè)起步較晚，但近年來(lái)產(chǎn)能發(fā)展迅速。近幾年，我國(guó)聚苯硫醚生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)力度，打破了完全依賴進(jìn)口的狀況，逐漸形成了一定的生產(chǎn)能力。我國(guó)聚苯硫醚樹脂的國(guó)產(chǎn)化受到了廣泛關(guān)注，隨著我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，聚苯硫醚產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)良好的發(fā)展機(jī)遇，未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間聚苯硫醚產(chǎn)業(yè)都將處于快速增長(zhǎng)期。

面對(duì)國(guó)內(nèi)旺盛的需求以及供應(yīng)短缺的情況，中國(guó)企業(yè)紛紛新建萬(wàn)噸級(jí)聚苯硫醚生產(chǎn)裝置，產(chǎn)能增長(zhǎng)潛力巨大。目前國(guó)內(nèi)PPS主要企業(yè)有浙江新和成、山東濱化集團(tuán)、安徽銅陵瑞嘉、重慶聚獅、山西霍家工業(yè)等。新投產(chǎn)的企業(yè)有山東明化、深圳沃特，計(jì)劃明年投產(chǎn)的有山東晟基。據(jù)隆眾資訊統(tǒng)計(jì)，截至2023年，中國(guó)PPS裝置產(chǎn)能有8.5萬(wàn)噸，全球占比34%，僅次于日本。預(yù)計(jì)到2024年我國(guó)PPS產(chǎn)能將突破10萬(wàn)噸，產(chǎn)能進(jìn)一步提升，全球占比份額也將增加。

然而，PPS市場(chǎng)的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)壁壘、原材料價(jià)格波動(dòng)、國(guó)際貿(mào)易摩擦等因素都可能對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生一定影響。據(jù)業(yè)內(nèi)人士反應(yīng)，目前我國(guó)PPS產(chǎn)能產(chǎn)量雖有提升，在中低端市場(chǎng)發(fā)展較快，但是受技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備等因素制約，在高端市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域仍有較大缺口，因此國(guó)內(nèi)仍有日本、美國(guó)等國(guó)外品牌銷售。雖然有反傾銷稅制裁國(guó)外企業(yè)的傾銷行為，國(guó)外品牌價(jià)格在國(guó)內(nèi)售價(jià)高達(dá)6-8萬(wàn)元/噸， 國(guó)內(nèi)注塑級(jí)樹脂價(jià)格在4-5萬(wàn)元/噸，但高端產(chǎn)品不足，對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品仍有一定的依賴性。本世紀(jì)初，我國(guó)PPS的對(duì)外依存度達(dá)95%，到2023年，我國(guó)PPS的進(jìn)口依存度下降至22%，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷加快。

四、PPS需求規(guī)模呈增長(zhǎng)趨勢(shì)

全球聚苯硫醚市場(chǎng)規(guī)模在持續(xù)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)今年全球聚苯硫醚市場(chǎng)規(guī)模約為29.3億美元，到2029年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到39億美元，顯示出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。中國(guó)聚苯硫醚市場(chǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。2023年中國(guó)聚苯硫醚市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到55.25億元人民幣，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

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聚苯硫醚在電氣、電子、化工、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其中，電氣和電子領(lǐng)域的需求占據(jù)了較大份額，占比36%，尤其是隨著新能源和智能制造的不斷發(fā)展，PPS在電池、電動(dòng)汽車、5G通信等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

目前國(guó)內(nèi)聚苯硫醚產(chǎn)品整體展現(xiàn)出“物美價(jià)廉、尖端產(chǎn)品市場(chǎng)容量小”的特點(diǎn)，目前來(lái)看，聚苯硫醚存在高功能產(chǎn)品少、產(chǎn)能仍待擴(kuò)大等問(wèn)題。聚苯硫醚是較為理想的化工環(huán)保材料，隨著國(guó)家環(huán)保產(chǎn)業(yè)治理力度的加大，國(guó)內(nèi)紡織行業(yè)、涂料等領(lǐng)域?qū)郾搅蛎训男枨蟛粩嗉哟?，環(huán)保領(lǐng)域占比達(dá)22%。

PPS在交通領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，占比達(dá)25%。相比金屬材料，PPS塑料的密度要小得多，通常只有金屬的幾分之一。這一特點(diǎn)使得PPS塑料在航空航天、汽車制造等對(duì)重量有嚴(yán)格要求的行業(yè)中大受歡迎。PPS塑料以其出色的耐高溫性能脫穎而出。在連續(xù)使用溫度高達(dá)200-240℃的環(huán)境下，PPS塑料依然能保持穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)。這意味著PPS塑料在需要高溫作業(yè)的環(huán)境中，如航空航天飛機(jī)器接插件、殲擊機(jī)和導(dǎo)彈垂直尾翼、導(dǎo)彈燃燒室、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊部件、軸承、傳感部件等，能夠替代金屬，實(shí)現(xiàn)更輕量化的設(shè)計(jì)，同時(shí)降低能耗和成本。

此外，PPS還可用于制作耐酸堿的閥門管道、管件、閥門、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件，適用于機(jī)械、化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。甚至還能應(yīng)用于食品領(lǐng)域，用于制作筷子，勺子，碗盤等餐具。

五、總結(jié)與建議

綜上所述，盡管全球PPS產(chǎn)能在不斷擴(kuò)大，但不同國(guó)家因經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異，產(chǎn)品品質(zhì)、供需狀況存在差異。隨著技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，PPS市場(chǎng)需求將繼續(xù)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，全球PPS市場(chǎng)將以較快的速度增長(zhǎng)，尤其是在新能源、智能制造和航空航天等領(lǐng)域。同時(shí)，中國(guó)PPS產(chǎn)業(yè)也將迎來(lái)快速發(fā)展期，產(chǎn)能將進(jìn)一步擴(kuò)大，以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求并積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

國(guó)內(nèi)航空航天不斷發(fā)展，對(duì)新材料要求也不段提高和更新，PPS企業(yè)將不斷推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)，研發(fā)具有更高性能的 PPS 塑料產(chǎn)品，開發(fā)定制化產(chǎn)品，以及將 PPS 塑料與其他材料進(jìn)行復(fù)合形成高性能復(fù)合材料等，以適應(yīng)下游應(yīng)用及需求的發(fā)展變化。