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春運開場!說說高鐵與高分子材料之間的那點事

2020-01-10 17:29:13來源:塑料機械網原創 閱讀量:41070

  【塑料機械網 熱點關注】 年關將至,2020年的春運大戲今日正式開唱。
 
  今年的春節來得早,從昨日新聞辦召開的新聞發布會上了解到,春運將從1月10日一直持續到2月18日,客流在呈現“前緊后松”的特點之余,還將繼續發生客運結構性變化,城鐵客運量將繼續高位增長。
 
  我國的公共交通業近年來喜事頻傳,在2019年12月30日,京張高鐵正式開通運營,這條高速鐵路不僅采用了我國的北斗衛星導航系統,還是一條時速為350千米/小時的高寒、大風沙高速鐵路。而截至2019年底,我國鐵路營業里程達13.9萬公里,其中高鐵占其中3.5萬公里,超過世界網其他國家高鐵營業里程的總和,再次刷新了我國的鐵路網成績。
 
  “中國速度”彰顯了我國在軌道交通技術方面的實力,得益于我國多年來對科技的重視。不過你可知道,在這些振奮人心的數字背后,高分子材料產業也發揮著重要作用。
 
  高分子材料應用實現降重提速
 
  2019年4月28日上午,烯碳鋁合金錠坯從上海烯碳金屬基復合材料工程中心的生產線上成功下線。通過將碳納米管、石墨烯引入鋁合金材料制成的烯碳鋁合金與傳統鋁合金材料相比,在保持較輕質量等等同時具有更強的剛度。這一事件也標志著該種新型高端復合材料中試成功,并將助推我國的航空航天、高鐵、汽車等制造業將邁入輕量化時代。
 
  雖然提起“輕量化”,我們往往會先想到汽車。汽車輕量化趨勢已成,并具有相當的發展空間,但是實際上,輕量化概念正被越來越多的領域所重視。我國對鐵路交通產業的輕量化布局已有多年,自2012年起,國內企業、高效、科研院所就在中國鐵路總公司的主導下進行產業創新研究,并力爭2020年基本形成高速列車輕量化的局面。
 
  事實上,隨著近年來高速鐵路以及城市軌道交通的快速崛起,非金屬化學材料呈現出更具活力的發展前景,諸如高分子材料、碳納米管、石墨烯、碳纖維材料等新型材料與我們的生活越來越貼近。
 
  這些材料在高鐵列車生產領域中具有巨大潛力。車身、地板、轉向架等主承力件在車輛整車結構重量中占有很大的比例,對這些部分的改進是實現整車輕量化的重要攻堅點,因而這也是新材料的應用的較為廣泛的領域。
 
  除此之外,在包括天花板、行李艙、空調蓋板、廁所用地板、門窗框架、車門、墻板等非承力件的制造上,也更多地青睞于如高比剛度復合材料夾層板、碳纖維增強塑料(CFRP)、玻璃纖維增強塑料(GFRP)、玻璃鋼等新型材料的應用。
 
  可以說,高分子復合材料的應用為鐵路車輛降重提速提供了重要的可行方案。
 
  新型涂裝方案帶來更多保護
 
  人靠衣裝,車也得靠外裝。不過這里我們提到的是車體外殼之外的涂裝方案。
 
  在此前公布的京張高鐵智能列車設計方案中,一款特別的藍白漸變外觀的“瑞雪迎春號”列車賺足了眾人眼球。在其令人耳目一新的外觀背后,是采用了升級版科思創的水性易噴涂聚氨酯涂料原材料系列產品。這款涂料具有更好的耐候性、耐化學性、耐磨性,為車體外層提供理想的保護。在多變的環境中可以保持列車表面的完整,并更具抵御飛石撞擊帶來的車表損傷。
 
  又輕又強提供安全舒適體驗
 
  與傳統材料相比,高分子材料不僅在減重方面獲得勝利,在耐沖擊、增穩等方面也并不遜色。比如涉及車頭的駕駛控制室的設計方案上,英國就在部分列車的車頭前端上采用了層壓纖維增強復合材料(FRP)板包覆的聚氨酯泡沫芯夾層結構,而意大利則有使用Kevlar纖維和環氧樹脂壓模成型的技術;而在增加車輛穩定性方面,日本采用了碳纖維增強塑料車頂棚、碳纖維增強塑料轉向架等。
 
  針對提高內部安全性方面,許多車內裝飾及設施(如墻板、蓋板等)會在表面疊加一層具有阻燃特性的纖維增強塑料來增強防火效果。使用玻璃纖維增強塑料來增強設施的耐腐蝕性,通常應用于水箱、便池、盥洗臺等部分,并且在降噪方面(車內降噪及線路周邊隔離帶)也具有不錯的表現。
 
  結語:在今年國家統計局中發布的數據中顯示,2018年末,我國高鐵營業里程達到3萬公里,是2008年的44.5倍,占全球高鐵總里程的三分之二以上,我國也成功躋身高鐵成網運行國家行列。從航空航天到鐵路公路運輸再到自駕出行,高分子材料的發展為我們的生活持續帶來新的驚喜,在輕量化趨勢之下,我們還將持續關注。
 
  資料參考:新材料研習社、金十數據、文匯報
 

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