Hiện trạng và tương lai của vật liệu composite trong ngành vận tải đường sắt của Trung Quốc

1, Ấn Độkiểm tra hiện trạng
Hiện nay, hầu hết người chuyển giới Trung QuốcViệc xây dựng cảng vẫn sử dụng bê tông cốt thép và thép thông thường làm vật liệu xây dựng chính.Với việc thời gian sử dụng liên tục kéo dài, nhiều vấn đề lão hóa và hư hỏng khác nhau đã xuất hiện, đồng thời xuất hiện các vấn đề như lãng phí tài nguyên và độ bền kém.Để đáp ứng nhu cầu của lĩnh vực xây dựng giao thông hiện nay, cần phát triển và sử dụng nhiều hơn nữa các loại vật liệu xây dựng mới, thân thiện với môi trường.Trong số đó, vật liệu composite sợi ngày càng được người dân ưa chuộng nhờ tính năng vượt trội và được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, sản xuất ô tô và sản xuất công nghiệp.

2、 Xu hướng phát triển công nghệ
Từ góc độ kỹ thuật, để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của việc phát triển vận tải đường sắt trong tương lai, công nghệ vật liệu sợi cần được đặt ra phù hợp với chiến lược phát triển quốc gia:
Thứ nhất, dựa trên các yêu cầu an toàn cao về an toàn cấu thành, bảo vệ chủ động và thụ động cũng như cảnh báo thiên tai, polyimide chống cháy, sợi Lyocell chống cháy, sợi aramid, v.v. dựa trên khả năng chống cháy nội tại, khả năng phân hủy và VOC thấp đã được phát triển, đạt được khả năng chống cháy cao của vật liệu nội thất;Chúng tôi đã phát triển vật liệu lọc sợi carbon hoạt tính, màng bảo vệ bộ lọc xenlulô bằng vải không dệt thổi nóng chảy và đạt được khả năng lọc không khí dựa trên vật liệu chức năng nano.
Thứ hai, dựa trên các yêu cầu chất lượng cao về sự thoải mái toàn diện, kỹ thuật nhân tố con người, tối ưu hóa độ rung và tiếng ồn cũng như di chuyển thông minh, vật liệu sợi cường lực tổng hợp nhẹ đã được phát triển, có thể đạt được các chức năng như hấp thụ sốc, giảm tiếng ồn, cách nhiệt và vật liệu cách nhiệt.
Thứ ba, dựa trên yêu cầu hiệu quả cao của tàu đệm từ tốc độ cao, tàu kết nối và vận chuyển tốc độ cao có điện trở thấp, prereg sợi carbon, tấm vật liệu composite, tấm, linh kiện công nghiệp, vỏ nhẹ và linh kiện cho vận chuyển đường sắt và ô tô, vỏ máy bay không người lái , cánh, v.v. đã được phát triển và sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, hàng không vũ trụ, vận tải đường sắt và các lĩnh vực khác.

Thứ tư dựa trên nhu cầu trí tuệ cao về lái xe thông minh, sản xuất thông minh cũng như vận hành và bảo trì thông minh, sử dụng dữ liệu lớn và công nghệ chuỗi khối để xây dựng các ứng dụng vật liệu sợi trong toàn bộ vòng đời.Với nền tảng dữ liệu internet, có thể đạt được số hóa đáng tin cậy về truy xuất nguồn gốc vật liệu.
Thứ năm dựa trên nhu cầu năng lượng mới, tái chế vật liệu, lượng carbon thấp và lượng khí thải thấp, tập trung vào bảo vệ môi trường xanh và đã phát triển các thiết kế nội thất dựa trên vật liệu có thể tái chế và phân hủy sinh học.

Đối với các điểm nóng phát triển nêu trên, Trung Quốc đã tập hợp các nhóm nghiên cứu ngành liên quan để giải quyết và đạt được những kết quả nhất định.Để đáp ứng các yêu cầu cao hơn về khả năng chống cháy và bảo vệ môi trường của thiết bị vận chuyển đường sắt trong tương lai, Trung Quốc đang phát triển sợi chống cháy thân thiện với môi trường lâu dài như một công nghệ mới để cập nhật lặp đi lặp lại các vật liệu sợi chống cháy.Từ góc độ sửa đổi bổ sung masterbatch chức năng, sửa đổi chất chống cháy có thể được áp dụng cho nhiều loại sản phẩm sợi hóa học, mở ra một hướng đi mới cho việc thăm dò và khám phá các hệ thống chống cháy trong tương lai.Xét về độ bền và độ cứng cụ thể, sợi carbon hiện là một trong những vật liệu sợi hiệu suất cao tuyệt vời nhất và nó đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị vận chuyển đường sắt.Nhóm nghiên cứu của Đại học Thanh Đảo đã phát triển một loại vật liệu ma sát tổng hợp sợi carbon hiệu quả, tiện lợi và chi phí thấp bằng cách tiến hành nghiên cứu biến đổi trên bề mặt sợi carbon.Nhóm nghiên cứu của Đại học Tứ Xuyên đã thiết kế và phát triển nhựa polyamit hiệu suất cao.Nhóm của họ đã phát triển nylon bán thơm chịu nhiệt độ cao (PA6T) và công nghệ công nghiệp hóa loại nylon này.Nhiệt độ biến dạng nóng của sản phẩm này vượt quá 280oC và có tính lưu động trong xử lý nóng chảy tuyệt vời, có thể đáp ứng sự phát triển hiệu suất cao của các linh kiện điện và điện tử theo hướng chịu nhiệt, thành mỏng, ép phun chính xác và các khía cạnh khác.Ngoài ra, chất đàn hồi nhiệt dẻo polyamit bán thơm hiệu suất cao TPA và polyamit bán thơm đã được phát triển, có ứng dụng tốt trong các lĩnh vực như ô tô.

Vật liệu composite dựa trên sợi hiệu suất cao thường được sử dụng trong các kết cấu không chịu tải như trang trí nội thất người lái, bảng điều khiển người lái, mui xe, bề mặt ghế hành khách, tấm tường bên, tấm mái và vỏ trụ cửa trong thiết bị vận chuyển đường sắt.Giấy cách nhiệt hiệu suất cao cũng được sử dụng trong các vật liệu cách nhiệt quan trọng trong động cơ, máy biến áp và thiết bị điện công suất cao.Có tính đến các yếu tố khác nhau như hiệu suất và chi phí vật liệu tuyệt vời, nhóm nghiên cứu của Đại học Dệt may Vũ Hán đã phát triển sợi polyphenylene sulfide và polyarylester tinh thể lỏng có độ bền cao và mô đun cao, đã được quảng bá và ứng dụng trong thiết bị vận chuyển đường sắt.