在“以塑代钢”趋势中表现出色的材料

$中研股份(SH688716)$ $普利特(SZ002324)$ $金发科技(SH600143)$

在“以塑代钢”趋势中，表现出色的材料主要集中在特种工程塑料、高性能改性塑料以及连续纤维增强复合材料三大类。这一趋势目前主要由人形机器人、新能源汽车、低空经济（无人机/eVTOL）以及高端电子等行业的高端化和轻量化需求驱动。

一、 “以塑代钢”核心材料与表现

在当前的产业升级中，以下几类材料因具备高强度、耐高温、耐腐蚀及轻量化等优异性能，成为替代传统金属（如钢、铝合金）的主力军：

1. 特种工程塑料（金字塔顶端材料）

这类材料位于塑料金字塔顶端，耐热性高（通常>150℃），机械性能优异，是目前“以塑代钢”最核心的突破口。

PEEK（聚醚醚酮）：表现：被公认为全球性能最好的热塑性材料之一，具备极高的刚性、韧性、耐磨性、耐热性（长期使用温度260℃）和化学稳定性。其密度远低于金属（约为钢的1/6），是人形机器人关节、谐波减速器、医疗植入体及航空航天领域的理想替代材料。应用：机器人关节、丝杠套圈、齿轮、医疗骨骼、半导体晶圆载具等。

PPS（聚苯硫醚）：表现：耐高温、耐腐蚀，常用于电气部件和高空温差环境下的结构件。

LCP（液晶聚合物）：表现：高抗温、高绝缘，流动性好，适合精密集成和薄壁化设计，广泛用于电子电器部件。

PI（聚酰亚胺）/ PEEK复合物：用于高强度、耐磨损的复杂工况。

2. 增强复合材料（结构增强）

通过在树脂基体中加入碳纤维或玻璃纤维，实现“比强度”超过金属。

碳纤维增强复合材料（CFRP/CFRTP）：表现：包括热塑性碳纤维预浸带、碳纤维增强尼龙（PA-GF）等。具有极高的比强度，用于机器人手臂、骨架、无人机机身、风电碳梁等，实现极致减重。

连续纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）：表现：相比传统短纤维增强，连续纤维能提供更高的拉伸强度（可达800-3000MPa），且易于连续化生产和回收。

玻纤板/复合材料：表现：用于手机后盖等消费电子结构件，兼具轻薄、高强度和信号穿透性。

3. 工程塑料与改性塑料（通用替代）

PC（聚碳酸酯）及PC/ABS合金：表现：高透光率、抗冲击。用于无人机外壳、汽车外饰、透明舱体等。

改性尼龙（PA66, PA-GF）：表现：通过玻纤增强后，可替代部分金属结构件，用于汽车发动机周边、机器人支撑臂等。

POM（聚甲醛）：表现：被称为“赛钢”，具有优异的耐磨性和尺寸稳定性，常用于制造齿轮和传动系统部件。

二、 主要生产厂商全景图

以下是各细分材料领域的国内外主要生产商及产业链相关企业：

1. PEEK（聚醚醚酮）产业链

PEEK是目前国产替代和产能扩张最激烈的领域。

2. 其他特种工程塑料（PPS, LCP, PC等）

该领域日本企业占据传统优势，中国企业正在加速国产替代。

3. 复合材料与改性塑料

涉及碳纤维、玻纤增强及汽车/机器人轻量化结构件。

三、 行业核心洞察

国产替代机遇明确：在PPS、LCP、高端PC等领域，日本企业（如东丽、三菱、住友）长期占据主导地位，但中国企业（如新和成、万华化学、普利特）正在通过技术突破和产能扩张切入高端市场。

PEEK成为明星赛道：随着人形机器人量产预期的增强，PEEK因其“轻量化+高强度”特性成为市场焦点。中国拥有全球最大的PEEK原料（氟酮）产能（如中欣氟材），且中研股份等聚合企业已具备千吨级产能，成本优势有望推动PEEK从贵族材料向工业级应用普及。

产业链一体化趋势：改性塑料龙头（如金发科技、国恩股份）正向上游延伸布局合成树脂，或向高附加值的特种工程塑料（LCP、PEEK）转型，以提升毛利和竞争力。

应用场景驱动：机器人：关节（PEEK）、外壳（PC/ABS）、骨架（碳纤维）。新能源汽车：电池包壳体（复合材料PCM工艺）、热管理系统、精密结构件（骏创科技案例）。低空经济：无人机机身（碳纤维）、电气部件（PPS）。

综上所述，PEEK、碳纤维复合材料、PPS、LCP是当前“以塑代钢”趋势中最具潜力的材料，而中研股份、金发科技、普利特、万华化学、光威复材等国内企业则是这一趋势中的核心生产力量。