前言:
工程塑料凭借优异性能及突出金属替代潜力,广泛应用于汽车、电子等领域,汽车为第一大应用市场。汽车轻量化与新能源汽车快速发展,叠加产业持续扩张,为行业带来显著机遇。我国工程塑料供给能力提升,部分产品进口替代成效突出,但特种工程塑料等领域国产替代空间依然可观。此外,聚醚醚酮等工程塑料适配人形机器人轻量化、精密部件需求,应用前景广阔,未来其规模化发展有望为行业开辟全新增长曲线。
1.工程塑料:金属替代潜力突出,细分产品体系多元
工程塑料是可作为工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。相比通用塑料,它在机械强度、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面表现更为卓越,同时继承了塑料材料加工简便、成型效率高的优势,在轻量化、防腐蚀等场景下金属替代潜力突出。
工程塑料主要分为通用工程塑料与特种工程塑料两类,细分产品体系多元。其中,通用工程塑料以聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等为代表,综合性能均衡、性价比高,是我国工程塑料市场的主流;特种工程塑料包括聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)等,在耐高温、耐化学腐蚀、力学性能等方面表现更极致。
工程塑料分类情况
| 类别 | 特点 | 代表品种 |
| 通用工程塑料 | 长期使用温度≥100℃,综合性能均衡,性价比高,应用范围广,是工程塑料市场主流 | 聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等 |
| 特种工程塑料 | 长期使用温度≥150℃,性能更极致,但成本较高,适配高端特殊场景 | 聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚砜(PSF)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)等 |
资料来源:公开资料、观研天下整理
2.工程塑料下游应用广泛,汽车为第一大应用市场
依托综合性能优越、可替代金属部件的核心优势,在“以塑代钢、以塑代木”产业趋势的推动下,工程塑料应用领域持续拓展,目前已广泛覆盖汽车、电子、建筑、航空航天、机械制造、轨道交通、电动工具、医疗器械等多个关键领域,应用前景十分广阔。从市场结构来看,汽车行业是工程塑料的最大应用市场,2023年应用占比达36.3%,主导地位显著;电子领域紧随其后,同期应用占比为20.7%,是第二大核心应用场景。
数据来源:公开资料、观研天下整理
3.汽车轻量化+新能源汽车快速发展,工程塑料行业迎机遇
根据观研报告网发布的《中国工程塑料行业现状深度研究与发展前景预测报告(2025-2032年)》显示,随着我国“双碳”目标的持续推进和新能源汽车行业的快速发展,汽车轻量化已成为汽车产业发展的重要趋势。2020年由工信部指导、中国汽车工程学会修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》规划了我国汽车轻量化分阶段目标,其中提出到2035年燃油乘用车轻量化系数需降低25%,纯电动乘用车轻量化系数需降低35%。
我国汽车轻量化目标
| 汽车类型 | 到2025年 | 到2030年 | 到2035年 |
| 燃油乘用车 | 整车轻量化系数降低10% | 整车轻量化系数降低18% | 整车轻量化系数降低25% |
| 纯电动乘用车 | 整车轻量化系数降低15% | 整车轻量化系数降低25% | 整车轻量化系数降低35% |
| 载货车 | 载质量利用系数提高5% | 载质量利用系数提高10% | 载质量利用系数提高5% |
| 牵引车 | 挂牵比平均值提高5% | 挂牵比平均值提高10% | 挂牵比平均值提高15% |
| 客车 | 整车轻量化系数降低5% | 整车轻量化系数降低10% | 整车轻量化系数降低15% |
资料来源:节能与新能源汽车技术路线图2.0、观研天下整理
在同等规格的汽车零配件中,塑料产品相比钢材质量普遍减轻30%-40%,“以塑代钢”已成为汽车轻量化的重要途径,其在汽车制造中的应用也随之愈发广泛。工程塑料凭借优异的力学性能、耐化学腐蚀性、加工便捷性及轻量化优势,不仅契合汽车轻量化与降本需求,更成为汽车工业的核心材料之一,应用范围持续拓展,已覆盖仪表板、车灯透镜、内饰面板、保险杠、油箱、安全带扣、雨刮器、散热器格栅、门把手、连接器等众多关键部件。
近年来我国汽车产业持续扩张,2020-2024年产量从2522.5万辆增至3128.2万辆,销量从2531.1万辆增至3143.6万辆;2025年1-9月产销量继续上升,分别达2433.3万辆、2436.3万辆,同比增长13.3%、12.9%。汽车产业扩张叠加轻量化趋势深化,共同推动车用工程塑料需求持续增长。
数据来源:中国汽车工业协会、观研天下整理
新能源汽车对工程塑料的需求量显著高于传统燃油车。除常规零部件应用外,工程塑料还广泛用于电池组件、充电枪外壳、电池模组支架、电池壳体、BMS(电池管理系统)外壳等核心部位。近年我国新能源汽车市场爆发式增长,2020-2024年产量从136.6万辆跃升至1288.8万辆,销量从136.7万辆增至1286.6万辆;2025年1-9月产销量均突破1100万辆,分别为1124.3万辆、1122.8万辆,同比增长35.2%、34.9%,进一步拓宽车用工程塑料需求空间。
数据来源:中国汽车工业协会、观研天下整理
总的来看,工程塑料下游汽车市场需求保持强劲态势。汽车产业持续扩张、轻量化趋势深化与新能源汽车快速发展三大核心动力,正为工程塑料行业创造显著市场机遇与发展空间。
4.工程塑料供给能力提升,但国产替代仍有可观市场空间
随着技术持续进步,我国工程塑料行业整体供给能力不断提升,但部分细分产品仍存在依赖进口的情况,国产替代市场空间依旧可观。其中,特种工程塑料领域自主供应能力尚未完全满足市场需求,数据显示其自给率已从2020年的25%提升至2024年的48%,虽实现显著增长但仍有较大提升空间。
数据来源:公开资料、观研天下整理
聚碳酸酯的对外依存度则从2020年的62.45%大幅下降至2024年的27.83%,进口替代成效斐然。不过其仍未摆脱进口依赖,贸易格局仍处于逆差状态,核心缺口集中在光学级等技术门槛较高的高端产品领域。
数据来源:观研天下整理
注:聚碳酸酯对外依存度=聚碳酸酯进口量÷(聚碳酸酯进口量+聚碳酸酯产量)
由此可见,国产替代仍是我国工程塑料行业的核心发展趋势。本土企业需持续加大研发创新投入,重点突破合成工艺控制、高性能改性等关键技术环节,以提升产品竞争力与自主保障能力。
5.应用潜力显著,人形机器人有望为工程塑料行业开辟新增长曲线
在人形机器人这一前沿领域,以聚醚醚酮、聚苯硫醚、液晶聚合物等为代表的工程塑料因其优异的综合性能,正成为实现人形机器人轻量化的关键路径。其中,聚醚醚酮因其质量轻、比强度大、耐磨损、自润滑等优势,成为人形机器人灵巧手齿轮、指关节、外壳等部件的理想材料。以特斯拉Optimus Gen2为例,其通过大量采用聚醚醚酮材料,为实现减重10公斤、提升行走速度30%做出关键贡献,充分印证了工程塑料在人形机器人领域的应用价值与潜力。
部分工程塑料在人形机器人中的应用情况
| 名称 | 在人形机器人行业主要应用描述 | 材料特征 |
| 聚醚醚酮 | 人形机器人灵巧手齿轮、指关节、外壳等部件 | 质量轻、比强度大;耐热性高,可在260℃下使用5000小时,强度几乎与初始状态相同,热稳定性优异,熔点为341°C;热稳定性、优异的机械性能和韧性;优异的耐化学性、优异的耐磨性和滑动性能等 |
| 聚苯硫醚 | 适用于骨架结构等部位 | 耐高温性:具有良好的耐热性,连续使用温度(增强后)可达到200°C以上;耐化学腐蚀性:几乎不受任何有机溶剂的影响,并且能够抵抗强酸和碱的侵蚀;机械强度:具有很高的拉伸强度和刚度,在宽泛的温度范围内都能保持良好的机械性能;耐磨性:表现出优秀的耐磨损能力,适合用于需要长期耐磨的应用场合等 |
| 液晶聚合物 | 人形机器人的伺服电机连接器等电子元器件 | 极高的耐热性,热变形温度可高达280°C-350°C,长期使用温度在200°C-240°C;优异的热尺寸稳定性,线膨胀系数极低,甚至低于大多数金属和陶瓷,尤其在流动方向上;卓越的机械性能:高强度、高模量(刚性),流动性极好;出色的化学耐药性,对绝大多数有机溶剂、酸、碱、油脂等都有很好的抵抗能力,不易被腐蚀;优良的电性能,介电常数(Dk)较低(2.9-3.8)且稳定,介电损耗(Df)极低(0.002-0.010)等 |
资料来源:公开资料、观研天下整理
尽管人形机器人目前仍处于早期发展阶段,尚未实现规模化量产,但随着技术突破与成本瓶颈的逐步破解,未来其规模量产与广泛应用将为工程塑料行业开辟显著新增长空间。据相关预测,到2035年我国人形机器人市场规模有望达到3000亿元,这一庞大市场体量将直接催生对工程塑料的强劲需求,为行业带来长期且稳定的增长机遇,进一步拓宽工程塑料的应用边界与市场空间。
数据来源:首届中国人形机器人产业大会、观研天下整理(WJ)
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