从飞行器减重30%到机器人“皮肤”，发泡复材如何迈向下一代高端制造？

 

2025年11月5-7日，以"新维发泡 无界应用"为主题的Interfoam China 2025第四届上海国际发泡材料技术工业展览会将在沪拉开帷幕，全面展示超临界发泡、生物基材料等革命性技术突破。

 

从展览预告中不难发现，发泡材料，尤其是发泡复合材料早已不再局限于传统工业填充物的定位，正在航空航天、新能源汽车、人形机器人等高科技领域，发挥着助力性能突破的关键作用。这种从 “辅助材料” 到“关键助力”的转变，背后是材料技术的迭代升级与应用场景的深度挖掘。

 

Part 1

发泡复合材料与核心技术的当代突破

 

发泡复合材料是通过物理或化学发泡工艺，在聚合物、金属等基体材料中形成大量可控微孔结构的新型材料，其性能可通过基体选材、泡孔形态（开孔/闭孔）、密度调节实现精准定制，兼具轻量化、缓冲减震、隔热隔音等多重优势，且能通过复合改性进一步获得导电、阻燃、耐极端环境等特殊性能。

 

2025年的技术版图中，三大核心技术方向正引领行业变革：

 

• 超临界物理发泡技术：性能飞跃的核心引擎

 

作为当前最受瞩目的革命性技术，超临界发泡以二氧化碳、氮气等惰性气体为介质，在超临界状态下渗透进入聚合物基体形成均相体系，通过降压降温实现微孔成核与生长。与传统化学发泡相比，该技术彻底摆脱了化学发泡剂残留的问题，且能精准控制泡孔直径（可至微米级）与分布密度。在重量不变的情况下，韧性、抗疲劳性显著提升，已成为制造高端运动鞋中底、无人机轻量化结构件的关键工艺。

 

最新成果彰显了其性能高度：浙江星湃新材料的ATPU、TPEE弹性体发泡材料密度低至0.05-0.06g/cm³，回弹率却高达80%；安徽昭瑞新材料构建的"超临界物理发泡全矩阵"已覆盖特种PVDF及环保超临界EVA等品类，成功打通新能源与医疗领域的产业化链路。这种"极致轻量化+高性能"的组合，使其成为高端制造领域的优选方案。

 

• 生物基与可回收技术：绿色转型的必由之路

 

在"双碳"目标驱动下，发泡复合材料的绿色化转型进入加速期。生物基材料通过引入植物淀粉、木质素等可再生原料替代传统石油基聚合物，从源头降低碳排放；可回收技术则通过工艺革新实现废旧材料的高效循环，打破"一次性使用"的行业困局。

 

可彭特海绵推出的Purecell®生物基发泡材料已瞄准汽车内饰领域，助力车企达成ESG目标；hetech赫兹集团开发的EPP回收技术更是实现了质的突破，通过红外加热成型与无溶剂回收工艺，使废旧EPP减容效率提升30%，再生料性能保留率超90%，同时降低全流程能耗25%。这些技术突破正在重构发泡产业的绿色根基。

 

• 智能定制与功能复合技术：场景适配的关键支撑

 

针对高科技领域的个性化需求，"材料定制+功能集成"成为技术创新的重要方向。通过调整基体材料配比、发泡工艺参数，结合导电、抗菌、传感等功能组分复合，可形成满足特定场景精准需求的解决方案。

 

单纯的发泡材料已性能卓越，但真正的飞跃来自于“复合”。

 

发泡复合材料是指在发泡的基体（如塑料、橡胶、金属）中，引入纳米纤维、碳纳米管、石墨烯等增强体，或与纤维织物形成夹层结构。它巧妙地将发泡的“轻”与增强相的“强”合二为一，创造出轻质、高强、多功能的新材料。

 

例如，在聚合物泡沫中加入石墨烯，不仅能大幅提高其机械强度，还能赋予材料导电、导热和电磁屏蔽性能，使其从简单的缓冲材料升级为智能功能部件。

 

Part 2

高科技领域的典型应用场景

 

发泡复合材料的技术迭代正在多个高科技领域引发应用革命，其中人形机器人、新能源汽车与航空航天领域的突破最为显著，成为驱动行业增长的核心动力。

 

• 人形机器人：从结构支撑到感知交互

 

随着特斯拉Optimus、优必选Walker S1等产品的商业化推进，发泡复合材料已成为人形机器人突破技术瓶颈的关键。Omdia预测，2035年全球人形机器人市场规模将攀升至4000亿元，而发泡材料在其中承担着"骨骼缓冲"与"神经感知"的双重角色。

 

在人机交互层面，轻量化弹性发泡材料成为模拟类人触感的核心载体。特斯拉Optimus Gen3关节采用TPE微发泡材料，不仅实现25%的减重，回弹寿命更达到500万次，触感接近人体皮肤；傅利叶Care-bot GR-3则以润阳科技固特棉作为"肤质内衬"，通过柔肤包覆系统提升交互安全性。 

 

更具突破性的柔性压阻传感泡沫的集成应用：中科院宁波材料所等机构研发的复合泡沫传感器，实现了从0.5%到90%压缩应变的超宽范围监测。这意味着它既能灵敏地捕捉到微弱的脉搏跳动，也能承受大幅度的关节弯曲。以此为材料制作的“智能皮肤”，让机器人首次真正拥有了接近人类的触觉感知能力，能安全地进行人机协作和精细操作。

 

• 新能源汽车：轻量化与安全性

 

新能源汽车对续航里程与安全性能的极致追求，推动发泡复合材料实现从内饰到核心部件的全场景渗透。2024年中国汽车制造业对发泡复合材料的需求量已达186万吨，同比增长10.7%，预计2025年将进一步增至208万吨。

 

在轻量化领域，超临界发泡技术的应用成效显著。常州顺祥材料的TPU、尼龙珠粒发泡材料，福建斯丹铂新材料的"轻量化+回弹耐久性"双突破方案，均为车身部件减重提供了有效路径。

 

电池安全防护是另一核心应用场景。康北新材料推出的"轻量化+高安全"动力电池PACK包方案，通过特种硅橡胶发泡材料实现热管理与密封防护的双重功能，有效解决电池热失控风险；成丰成新材料的聚氨酯物理发泡方案，则以环保高弹特性为电池模块提供缓冲防护，在碰撞测试中可使电池壳体形变减少40%。内饰领域，可彭特海绵的生物基发泡材料、都利新材料的"无胺海绵"，分别解决了环保与黄变痛点，契合高端车企的品质需求。

 

• 航空航天：减重与极端环境

 

航空航天领域对材料的轻量化、耐极端环境、抗疲劳等性能有着严苛要求，发泡复合材料凭借定制化能力成为理想选择。

 

国产PMI结构泡沫，这种高性能交联聚酰亚胺泡沫，是目前综合性能最优异的轻质结构芯材。它耐高温、高比强度，已实现国产化突破，被广泛应用于无人机机身、机翼、螺旋桨，以及磁悬浮列车车体，能助力飞行器减重高达30%，显著提升续航能力。它也是卫星、直升机等大型复合材料夹层结构的核心芯材。

 

在航天器结构减重方面，Zotefoams佐德风的高性能洁净泡棉，含回收成分且能耐受-180℃至120℃的极端温差，已应用于卫星舱体填充，使部件重量降低25%以上。

 

在飞行器减震降噪领域，聚氨酯闭孔发泡复合材料通过梯度泡孔设计，可有效吸收发动机舱段的高频振动，使驾驶舱噪音降低15分贝；直升机旋翼系统采用的硅橡胶发泡缓冲垫，在-50℃至80℃环境下仍能保持稳定弹性，疲劳寿命达10万小时以上。这些应用不仅提升了航天器的运行可靠性，更直接降低了发射与运营成本。

Part 3

技术与市场的未来发展趋势

 

发泡复合材料行业正处于从规模扩张向高质量发展转型的关键阶段，2024年中国市场规模已达1.1万亿元，预计2025年将增至1.26万亿元，同比增长12.5%。结合技术演进与市场需求，未来将呈现三大核心趋势：

 

首先，单一性能的发泡材料已难以满足高科技领域的复合需求，"结构承载+功能实现"的一体化材料成为研发重点。工艺端的智能化升级将同步推进。超临界发泡设备将引入AI算法，实现泡孔形态的实时监测与精准调控；3D打印发泡技术将突破速度瓶颈，实现复杂结构产品的批量生产，目前已有企业在实验室环境下实现TPU发泡材料的高精度3D成型，未来有望应用于航空航天定制化部件制造。

 

其次，环保型产品的市场占比将持续提升，2024年这一比例已达18.4%，预计2025年将升至21.3%，推动绿色产品的性价比优势凸显。

 

此外，高端市场的国产化替代进程将加速。随着安徽昭瑞、浙江星湃等本土企业在超临界发泡、特种材料领域的技术突破，预计未来5年高端产品进口替代率将提升至40%以上，长三角、珠三角地区将形成高端发泡材料产业集群。

 

跨界融合将催生新的产品形态。发泡材料与电子信息、人工智能技术的结合，将诞生可穿戴设备中的柔性发泡传感单元、智能家居中的自适应发泡缓冲结构等创新应用；与生物医学的交叉融合，则可能推动可降解发泡骨修复材料、抗菌发泡敷料等医疗产品的产业化。

 

从Interfoam China 2025展会揭示的技术风向可见，发泡复合材料已成为高科技产业创新的重要基石。随着材料科学家不断突破技术边界，这场由发泡复合材料引领的“轻量化革命”正在加速。