Nuvarande status och framtid för kompositmaterial i Kinas järnvägstransitindustri

1, Industry status quo
För närvarande är de flesta av Kinas transportationskonstruktion använder fortfarande konventionell armerad betong och stål som de huvudsakliga konstruktionsmaterialen.Med den kontinuerliga förlängningen av användningstiden har olika åldrings- och skadeproblem uppstått, och det finns problem som resursslöseri och dålig hållbarhet.För att möta behoven inom det nuvarande transportbyggområdet är det nödvändigt att utveckla och använda fler nya och miljövänliga byggmaterial.Bland dem gynnas fiberkompositmaterial alltmer av människor på grund av deras överlägsna prestanda, och har använts i stor utsträckning inom flyg-, biltillverkning och industriell produktion.

2、 Tekniska utvecklingstrender
Ur ett tekniskt perspektiv, som svar på de olika behoven av framtida järnvägstransitutveckling, bör fibermaterialtekniken utformas i enlighet med den nationella utvecklingsstrategin:
För det första, baserat på de höga säkerhetskraven för konstitutiv säkerhet, aktivt och passivt skydd och katastrofvarning, har flamskyddande polyimid, flamskyddande lyocellfiber, aramidfiber, etc. baserade på inre flamskydd, nedbrytbarhet och låg VOC utvecklats, uppnå hög flamskydd av inredningsmaterial;Vi har utvecklat filtermaterial med aktiverat kolfiber, smältblåsta cellulosafilterskyddsfilmer av smältblåst fibertyg och uppnått luftrening baserad på nanofunktionella material.
För det andra, baserat på de högkvalitativa kraven på omfattande komfort, mänskliga faktorers ingenjörskonst, vibrations- och bulleroptimering och smart resande, har lättviktshärdade fibermaterial utvecklats, som kan uppnå funktioner som stötdämpning, ljudreducering, isolering och värmeisolering.
För det tredje, baserat på de höga effektivitetskraven för höghastighets-maglev, sammankopplade tåg och lågresistans höghastighetstransporter, kolfiberprepregs, kompositmaterialskivor, ark, industrikomponenter, lättviktsskal och komponenter för järnvägstransitering och bilar, drönarskal , vingar, etc. har utvecklats och används i stor utsträckning inom industrier, flyg, järnvägstransit och andra områden.

Den fjärde är baserad på den höga efterfrågan på intelligens från intelligent körning, intelligent tillverkning och intelligent drift och underhåll, med användning av big data och blockchain-teknik för att bygga fibermaterialapplikationer under hela livscykeln.Med en internetdataplattform kan tillförlitlig digitalisering av materialspårbarhet uppnås.
Den femte baseras på efterfrågan på ny energikraft, materialåtervinning, låga koldioxidutsläpp och låga utsläpp, med fokus på grönt miljöskydd, och har utvecklat inredningsdesign baserad på återvinningsbara och biologiskt nedbrytbara material.

För de ovan nämnda utvecklingspunkterna har Kina samlat relevanta industriforskarteam för att ta itu med dem och uppnått vissa resultat.För de högre flamskydds- och miljöskyddskraven för framtida järnvägstransitutrustning, utvecklar Kina långsiktiga miljövänliga flamskyddsfibrer som en ny teknik för iterativa uppdateringar av flamskyddande fibermaterial.Ur perspektivet av funktionell modifiering av masterbatch-tillsats, kan flamskyddsmodifiering tillämpas på ett brett utbud av kemiska fiberprodukter, vilket ger en ny väg för utforskning och upptäckt av framtida flamskyddssystem.När det gäller specifik styrka och styvhet är kolfiber för närvarande ett av de mest utmärkta högpresterande fibermaterialen, och det har använts i stor utsträckning i järnvägstransitutrustning.Forskargruppen vid Qingdao University har utvecklat ett effektivt, bekvämt och billigt kolfiberkompositfriktionsmaterial genom att utföra modifieringsforskning på ytan av kolfibrer.Forskargruppen vid Sichuan University har designat och utvecklat högpresterande polyamidharts.Deras team har utvecklat högtemperaturbeständig semi-aromatisk nylon (PA6T) och dess industrialiseringsteknologi.Den heta deformationstemperaturen för denna produkt överstiger 280 ℃, och den har utmärkt smältbearbetningsfluiditet, som kan möta den högpresterande utvecklingen av elektroniska och elektriska komponenter mot värmebeständighet, tunnvägg, precisionsformsprutning och andra aspekter.Dessutom har högpresterande semi-aromatisk polyamid termoplastiska elastomerer TPA och semi-aromatisk polyamid utvecklats, som har goda tillämpningar inom områden som bilar.

Högpresterande fiberbaserade kompositmaterial används ofta i icke-bärande strukturer såsom förarinredning, förarkonsol, huva, passagerarsätesyta, sidoväggspaneler, takpaneler och dörrstolpar i järnvägstransportutrustning.Högpresterande isoleringspapper används också i viktiga isoleringsmaterial i högeffektsmotorer, transformatorer och elektrisk utrustning.Med hänsyn till olika faktorer som utmärkt materialprestanda och kostnad, har forskargruppen vid Wuhan Textile University utvecklat polyfenylensulfid och flytande kristallpolyarylesterfibrer med hög hållfasthet och hög modul, som har främjats och applicerats i järnvägstransitutrustning.