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春運(yùn)開場！說說高鐵與高分子材料之間的那點(diǎn)事
【塑料機(jī)械網(wǎng) 熱點(diǎn)關(guān)注】 年關(guān)將至，2020年的春運(yùn)大戲今日正式開唱。
今年的春節(jié)來得早，從昨日新聞辦召開的新聞發(fā)布會上了解到，春運(yùn)將從1月10日一直持續(xù)到2月18日，客流在呈現(xiàn)“前緊后松”的特點(diǎn)之余，還將繼續(xù)發(fā)生客運(yùn)結(jié)構(gòu)性變化，城鐵客運(yùn)量將繼續(xù)高位增長。
我國的公共交通業(yè)近年來喜事頻傳，在2019年12月30日，京張高鐵正式開通運(yùn)營，這條高速鐵路不僅采用了我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，還是一條時(shí)速為350千米/小時(shí)的高寒、大風(fēng)沙高速鐵路。而截至2019年底，我國鐵路營業(yè)里程達(dá)13.9萬公里，其中高鐵占其中3.5萬公里，超過世界網(wǎng)其他國家高鐵營業(yè)里程的總和，再次刷新了我國的鐵路網(wǎng)成績。
“中國速度”彰顯了我國在軌道交通技術(shù)方面的實(shí)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(shù)字背后，高分子材料產(chǎn)業(yè)也發(fā)揮著重要作用。
高分子材料應(yīng)用實(shí)現(xiàn)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(fù)合材料工程中心的生產(chǎn)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(tǒng)鋁合金材料相比，在保持較輕質(zhì)量等等同時(shí)具有更強(qiáng)的剛度。這一事件也標(biāo)志著該種新型復(fù)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(yè)將邁入輕量化時(shí)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(dāng)?shù)陌l(fā)展空間，但是實(shí)際上，輕量化概念正被越來越多的領(lǐng)域所重視。我國對鐵路交通產(chǎn)業(yè)的輕量化布局已有多年，自2012年起，國內(nèi)企業(yè)、高效、科研院所就在中國鐵路總公司的主導(dǎo)下進(jìn)行產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究，并力爭2020年基本形成高速列車輕量化的局面。
事實(shí)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(xué)材料呈現(xiàn)出更具活力的發(fā)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(chǎn)領(lǐng)域中具有巨大潛力。車身、地板、轉(zhuǎn)向架等主承力件在車輛整車結(jié)構(gòu)重量中占有很大的比例，對這些部分的改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)整車輕量化的重要攻堅(jiān)點(diǎn)，因而這也是新材料的應(yīng)用的較為廣泛的領(lǐng)域。
除此之外，在包括天花板、行李艙、空調(diào)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(fù)合材料夾層板、碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)、玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP)、玻璃鋼等新型材料的應(yīng)用。
可以說，高分子復(fù)合材料的應(yīng)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(hù)
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(shè)計(jì)方案中，一款特別的藍(lán)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(chuàng)的水性易噴涂聚氨酯涂料原材料系列產(chǎn)品。這款涂料具有更好的耐候性、耐化學(xué)性、耐磨性，為車體外層提供理想的保護(hù)。在多變的環(huán)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(qiáng)提供安全舒適體驗(yàn)
與傳統(tǒng)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(wěn)等方面也并不遜色。比如涉及車頭的駕駛控制室的設(shè)計(jì)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(qiáng)復(fù)合材料(FRP)板包覆的聚氨酯泡沫芯夾層結(jié)構(gòu)，而意大利則有使用Kevlar纖維和環(huán)氧樹脂壓模成型的技術(shù)；而在增加車輛穩(wěn)定性方面，日本采用了碳纖維增強(qiáng)塑料車頂棚、碳纖維增強(qiáng)塑料轉(zhuǎn)向架等。
針對提高內(nèi)部安全性方面，許多車內(nèi)裝飾及設(shè)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(qiáng)塑料來增強(qiáng)防火效果。使用玻璃纖維增強(qiáng)塑料來增強(qiáng)設(shè)施的耐腐蝕性，通常應(yīng)用于水箱、便池、盥洗臺等部分，并且在降噪方面(車內(nèi)降噪及線路周邊隔離帶)也具有不錯的表現(xiàn)。
結(jié)語：在今年國家統(tǒng)計(jì)局中發(fā)布的數(shù)據(jù)中顯示，2018年末，我國高鐵營業(yè)里程達(dá)到3萬公里，是2008年的44.5倍，占高鐵總里程的三分之二以上，我國也成功躋身高鐵成網(wǎng)運(yùn)行國家行列。從航空航天到鐵路公路運(yùn)輸再到自駕出行，高分子材料的發(fā)展為我們的生活持續(xù)帶來新的驚喜，在輕量化趨勢之下，我們還將持續(xù)關(guān)注。
資料參考：新材料研習(xí)社、金十?dāng)?shù)據(jù)、文匯報(bào)
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