Stratistics MRC에 따르면, 세계 폴리머 매트릭스 나노복합재료 시장은 2023년 91억 8,000만 달러로 예측 기간 동안 CAGR 17.7%로 성장하여 2030년 287억 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
나노복합재료는 구조적, 기능적, 미적 특성이 개선된 재료로, 다양한 신규 응용 분야에서 보다 효과적으로 기능하는 것을 목표로 합니다. 나노입자를 통합하면 고분자 매트릭스의 열 안정성과 저항성이 향상됩니다. 또한, 나노복합재료는 전기 및 열 전도도를 정밀하게 제어할 수 있어 전자 장치 및 방열 시스템과 같이 특정 수준의 전도도를 필요로 하는 응용 분야에 적합합니다.
재료 특성 개선
고분자 나노복합재료의 시장 확대는 재료 특성의 향상에 기인합니다. 나노 스케일 필러를 추가하면 이러한 첨단 재료는 기존 폴리머보다 더 나은 성능을 발휘합니다. 또한, 나노입자가 폴리머 매트릭스 전체에 흩어져 있기 때문에 나노 복합재 구조는 기계적 특성, 열적 특성 및 장벽 특성이 현저하게 향상됩니다. 이러한 특성 향상으로 인해 자동차, 항공우주, 전자, 패키징 등 다양한 산업에서 고분자 나노복합재료의 채택이 증가하고 있습니다.
높은 제조 비용
고분자 나노복합재료 시장에서 높은 제조비용은 산업 전반에 걸쳐 폭넓은 채택을 방해하는 주요 억제요인으로 작용하고 있습니다. 높은 제조 비용은 고분자 나노복합재료 제조에 필요한 복잡한 절차의 결과이며, 특히 고분자 매트릭스에 특수 나노입자를 첨가할 때 더욱 두드러집니다. 또한 고급 원자재 사용, 엄격한 가공 조건 관리, 최첨단 기계 요구 사항 등이 모두 비용의 복잡성을 증가시킵니다. 이러한 요인들이 복합적으로 작용하여 제조업체의 진입 장벽을 높이고 생산 확장성을 제한하고 있습니다.
나노기술의 발전
나노 스케일에서의 재료 조작에 중점을 둔 나노 기술은 끊임없이 새로운 나노입자의 진화와 고분자 매트릭스에의 통합에 기여하고 있습니다. 나노기술의 끊임없는 연구 개발은 탄소나노튜브, 그래핀, 점토 나노입자 등 독특한 특성을 가진 새로운 나노 물질을 발견했습니다. 또한 이러한 발전은 기계적 강도, 열전도율, 전기적 성능과 같은 고분자 특성을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 나노기술의 발전은 시장 성장의 중요한 촉진제가 되고 있습니다.
환경에 대한 관심
일부 고분자 나노복합재료, 특히 비생분해성 나노입자를 포함하는 일부 고분자 나노복합재료의 제조 및 폐기 과정은 환경 문제의 한 원인이 되고 있습니다. 나노물질이 생태계로 방출될 가능성은 장기적인 환경 영향에 대한 불확실성과 함께 규제 당국의 감시와 일반 대중의 우려를 불러일으키고 있습니다. 그러나 산업계가 점점 더 환경 친화적인 관행을 우선시함에 따라 고분자 나노복합재료의 사용으로 인한 잠재적인 생태학적 영향은 매우 중요한 고려 사항이 될 것입니다. 이러한 환경적 우려는 시장 확대에 걸림돌이 되고 있습니다.
COVID-19 전염병은 고분자 나노복합재료 시장에 다양한 영향을 미쳤습니다. 초기에는 세계 제조 및 공급망의 혼란으로 인해 생산이 둔화되었습니다. 노동력 이동과 운송이 제한되면서 제조 기업이 사용할 수 있는 원자재 공급에 영향을 미쳤고, 이는 결국 제조 기업의 생산 능력에도 영향을 미쳤습니다. 그러나 이러한 신소재를 많이 사용하는 전자, 의료 등의 분야에서는 수요가 견조했습니다. 또한, 자동차 산업과 항공우주 산업은 연비 효율을 높이기 위해 경량화 소재에 대한 관심이 높아지면서 이번 전염병 기간 동안 고분자 나노복합재료의 채택 기회를 제공했습니다.
나노 클레이 부문은 예측 기간 동안 가장 큰 비중을 차지할 것으로 예상
나노 클레이 부문이 가장 큰 점유율을 차지할 것으로 추정됩니다. 나노 클레이로 알려진 층상 규산염은 기계적 특성, 장벽 특성 및 난연성을 향상시키기 위해 폴리머에 통합 될 수 있습니다. 이러한 물질은 폴리머의 기능을 향상시키는 저렴한 수단을 제공합니다. 나노 클레이는 가스 및 증기 분자에 대한 복잡한 경로를 형성하여 폴리머의 장벽 특성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 폴리머의 가연성을 감소시킬 수 있어 내화성이 필수적인 상황에서 유리하게 작용합니다.
자동차 분야가 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상
자동차 분야에서는 경량 자동차 부품에 대한 수요가 증가하고, 고분자 나노복합재료의 고강도 및 경량 특성이 성능 향상과 탄소 배출량 감소로 이어져 예측 기간 동안 자동차 산업이 고분자 나노복합재료의 주요 견인차 역할을 할 것으로 예상됩니다. 또한, 고분자 나노복합재료는 가볍고 높은 하중을 견딜 수 있기 때문에 자동차 산업에서 널리 사용되고 있습니다. 자동차 산업에서 고분자 나노복합재료의 주요 응용 분야 중 하나는 연료 시스템입니다.
추정 기간 동안 북미 지역이 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 이 지역은 특히 전자, 자동차, 항공우주 등 고분자 나노복합재료가 널리 사용되는 분야에서 강력한 기술 기반을 보유하고 있는 것으로 알려져 있습니다. 북미 지역의 고분자 나노복합재료 시장 확대는 엄격한 환경 규제와 지속가능성에 대한 관심의 증가가 주요 요인으로 작용하고 있습니다. 또한, 이 지역은 연구개발을 위한 인프라가 잘 구축되어 있고, 혁신을 중시하기 때문에 나노복합소재 소재 및 제조 기술 개발에 큰 진전을 보이고 있습니다.
유럽은 예측 기간 동안 수익성 있는 성장을 이룰 것으로 예상됩니다. 유럽은 고분자 나노복합재료 시장에서 매우 중요한 지역으로, 견고한 산업 환경과 지속가능하고 혁신적인 기술에 대한 노력이 특징입니다. 이 지역의 고분자 나노복합재료는 전자, 건설, 자동차, 포장 등 유럽 시장을 형성하는 다양한 산업에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 또한 유럽의 지속적인 기술 혁신을 촉진하는 연구개발 노력은 나노복합재료의 지속적인 시장 개척으로 이어지고 있으며, 제조 기술은 이 지역의 시장 성장을 촉진하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Polymer Matrix Nanocomposites Market is accounted for $9.18 billion in 2023 and is expected to reach $28.7 billion by 2030 growing at a CAGR of 17.7% during the forecast period. A nanocomposite is a material with improved structural, functional, or aesthetic properties intended to perform more effectively in a variety of novel applications. The incorporation of nanoparticles enhances the thermal stability and resistance of polymer matrices. Additionally, nanocomposites allow for precise control over electrical and thermal conductivity, making them suitable for applications requiring specific levels of conductivity, such as in electronic devices and heat dissipation systems.
Enhanced material properties
The market for polymer nanocomposites is rising, in large part due to improved material properties. Because of the addition of nanoscale fillers, these advanced materials perform better than conventional polymers. Additionally, with nanoparticles scattered throughout the polymer matrix, the nanocomposite structure offers notable enhancements in mechanical, thermal, and barrier properties. These enhanced properties drive the adoption of polymer nanocomposites in various industries, including automotive, aerospace, electronics, and packaging.
High production costs
High production costs stand as a significant restraint in the polymer nanocomposites market, impeding its broader adoption across industries. High production costs are a result of the complex procedures needed to make polymer nanocomposites, especially when adding specialized nanoparticles to polymer matrices. Additionally, the utilization of premium raw materials, exact control over processing conditions and the requirement for cutting-edge machinery all add to the complexity of costs. These factors collectively raise the barrier to entry for manufacturers, limiting the scalability of production.
Advancements in nanotechnology
Nanotechnology, with its focus on manipulating materials at the nanoscale, continuously contributes to the evolution of novel nanoparticles and their integration into polymer matrices. As a consequence of continuous research and development efforts in nanotechnology, novel nanomaterials with distinctive properties like carbon nanotubes, graphene, and clay nanoparticles are discovered. Additionally, these advancements enable the enhancement of polymer properties, including mechanical strength, thermal conductivity, and electrical performance. Therefore, advancement in nanotechnology is a significant driver of market growth.
Environmental concerns
The manufacturing and disposal processes of some polymer nanocomposites, particularly those incorporating non-biodegradable nanoparticles, contribute to environmental challenges. The potential release of nanomaterials into ecosystems, coupled with uncertainties about their long-term environmental impact, has prompted regulatory scrutiny and public apprehension. However, as industries increasingly prioritize environmentally friendly practices, the potential ecological consequences of polymer nanocomposite use become a crucial consideration. These environmental concerns hamper market expansion.
The COVID-19 pandemic has had various effects on the polymer nanocomposites market. Initially, disruptions in global manufacturing and supply chains slowed down production. The restrictions on labor mobility and transportation also affected the supply of raw materials available to manufacturing companies, which in turn affected their ability to produce goods. Demand was steady in sectors like electronics and healthcare, which use these novel substances extensively. Furthermore, the focus on lightweight materials for fuel efficiency in the automotive and aerospace industries provided opportunities for the adoption of polymer nanocomposites during the pandemic.
The nanoclay segment is expected to be the largest during the forecast period
The nanoclay segment is estimated to hold the largest share. Layered silicates, known as nanoclays, can be incorporated into polymers to enhance their mechanical, barrier, and flame-retardant characteristics. These substances provide an affordable means of improving polymer functionality. By forming a convoluted pathway for gas and vapour molecules, nanoclays can enhance the barrier qualities of polymers. Additionally, they may reduce the flammability of polymers, which makes them advantageous in situations where fire resistance is essential.
The automotive segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
The automotive segment is anticipated to have lucrative growth during the forecast period due to the growing demand for lightweight automotive parts and the high strength and lightweight properties of polymer nanocomposites, which lead to improved performance and lower carbon emissions, the automotive industry is expected to be a major driver for polymer nanocomposites. Moreover, since polymer nanocomposites are lightweight and have a high load-bearing capacity, they are widely used in the automotive industry. One of the main applications of polymer nanocomposites in the automotive industry is in fuel systems.
North America commanded the largest market share during the extrapolated period. The region is known for having a strong technological base, especially in sectors where polymer nanocomposites are widely used, like electronics, automotive, and aerospace. Tight environmental laws and a growing focus on sustainability are two more factors driving the North American polymer nanocomposites market's expansion. Additionally, the region continues to make significant strides in the development of nanocomposite materials and manufacturing techniques because of its well-established infrastructure for research and development and strong emphasis on innovation.
Europe is expected to witness profitable growth over the projection period. Europe stands as a pivotal region in the polymer nanocomposites market, characterized by a robust industrial landscape and a commitment to sustainable and innovative technologies. Polymer nanocomposites in this region play a major role in a variety of industries that shape the European market, such as electronics, construction, automotive, and packaging. Furthermore, continuous innovation-fostering research and development initiatives in Europe result in the ongoing development of nanocomposite materials, and manufacturing techniques boost market growth in this region.
Some of the key players in the Polymer Matrix Nanocomposites Market include Zyvex Technologies Inc., Showa Denko Carbon Inc., Nanocor Inc., Powdermet Inc, E. I. Du Pont De Nemours, Arkema Inc., Unidym Inc., Rtp Company, Nanophase Technologies Corporation, Inmat Inc., Nanocyl S.A., Evonik Industries AG, Inframat Corporation and Nylon Corporation of America, Inc.
In February 2023, Evonik announced the expansion of its production capacity for polymer nanocomposites. The expansion will meet the growing demand for these materials from the automotive, electronics, and construction industries.
In March 2023, DuPont announced the launch of its new line of polymer nanocomposites for the electronics industry. The new products are designed to improve the thermal and electrical conductivity of electronic devices.