Stato attuale e futuro dei materiali compositi nel settore del trasporto ferroviario cinese

1、 Indstatus quo economico
Al momento, la maggior parte delle trans cinesila costruzione di porti utilizza ancora il cemento armato convenzionale e l'acciaio come materiali da costruzione principali.Con il continuo allungamento del tempo di utilizzo sono emersi vari problemi di invecchiamento e danneggiamento, oltre a problemi come lo spreco di risorse e la scarsa durabilità.Per soddisfare le esigenze dell’attuale settore delle costruzioni nel settore dei trasporti, è necessario sviluppare e utilizzare materiali da costruzione più nuovi e rispettosi dell’ambiente.Tra questi, i materiali compositi in fibra sono sempre più apprezzati dalle persone grazie alle loro prestazioni superiori e sono stati ampiamente utilizzati nel settore aerospaziale, nella produzione automobilistica e nella produzione industriale.

2、 Tendenze di sviluppo tecnologico
Da un punto di vista tecnico, in risposta alle diverse esigenze del futuro sviluppo del trasporto ferroviario, la tecnologia dei materiali in fibra dovrebbe essere sviluppata in conformità con la strategia di sviluppo nazionale:
In primo luogo, sulla base degli elevati requisiti di sicurezza di sicurezza costitutiva, protezione attiva e passiva e avviso di catastrofe, sono stati sviluppati poliimmide ritardante di fiamma, fibra Lyocell ritardante di fiamma, fibra aramidica, ecc. Basati su ritardanza di fiamma intrinseca, degradabilità e basso COV, ottenere un elevato ritardo di fiamma dei materiali interni;Abbiamo sviluppato materiali filtranti in fibra di carbone attivo, pellicole protettive per filtri in cellulosa in tessuto non tessuto soffiato a fusione e ottenuto la purificazione dell'aria basata su materiali nanofunzionali.
In secondo luogo, sulla base dei requisiti di alta qualità di comfort completo, ingegneria dei fattori umani, ottimizzazione delle vibrazioni e del rumore e viaggi intelligenti, sono stati sviluppati materiali compositi leggeri in fibra rinforzata, che possono ottenere funzioni come assorbimento degli urti, riduzione del rumore, isolamento e isolamento termico.
In terzo luogo, sulla base dei requisiti di alta efficienza del maglev ad alta velocità, dei treni interconnessi e del trasporto ad alta velocità a bassa resistenza, preimpregnati in fibra di carbonio, fogli di materiali compositi, lastre, componenti industriali, gusci leggeri e componenti per il trasporto ferroviario e automobili, gusci di droni , ali, ecc. sono stati sviluppati e ampiamente utilizzati nell'industria, nell'aerospaziale, nel trasporto ferroviario e in altri campi.

Il quarto si basa sull’elevata richiesta di intelligenza di guida intelligente, produzione intelligente e funzionamento e manutenzione intelligenti, utilizzando i big data e la tecnologia blockchain per creare applicazioni di materiali in fibra durante l’intero ciclo di vita.Con una piattaforma dati Internet è possibile ottenere una digitalizzazione affidabile della tracciabilità dei materiali.
Il quinto si basa sulla domanda di nuova energia, riciclaggio di materiali, basse emissioni di carbonio e basse emissioni, con particolare attenzione alla protezione dell'ambiente verde, e ha sviluppato progetti di interni basati su materiali riciclabili e biodegradabili.

Per quanto riguarda i punti caldi dello sviluppo sopra menzionati, la Cina ha riunito pertinenti gruppi di ricerca del settore per affrontarli e ha ottenuto determinati risultati.Per soddisfare i requisiti più elevati di ritardante di fiamma e di protezione ambientale delle future apparecchiature di trasporto ferroviario, la Cina sta sviluppando fibre ritardanti di fiamma rispettose dell’ambiente a lungo termine come nuova tecnologia per aggiornamenti iterativi di materiali in fibra ritardanti di fiamma.Dal punto di vista della modifica funzionale dell'aggiunta del masterbatch, la modifica del ritardante di fiamma può essere applicata a un'ampia gamma di prodotti in fibra chimica, fornendo un nuovo percorso per l'esplorazione e la scoperta di futuri sistemi ritardanti di fiamma.In termini di resistenza e rigidità specifiche, la fibra di carbonio è attualmente uno dei materiali in fibra ad alte prestazioni più eccellenti ed è stata ampiamente utilizzata nelle attrezzature per il trasporto ferroviario.Il gruppo di ricerca dell'Università di Qingdao ha sviluppato un materiale di attrito composito in fibra di carbonio efficiente, conveniente ed economico conducendo ricerche sulle modifiche della superficie delle fibre di carbonio.Il gruppo di ricerca dell'Università del Sichuan ha progettato e sviluppato una resina poliammidica ad alte prestazioni.Il loro team ha sviluppato il nylon semi aromatico resistente alle alte temperature (PA6T) e la relativa tecnologia di industrializzazione.La temperatura di deformazione a caldo di questo prodotto supera i 280 ℃ e ha un'eccellente fluidità di lavorazione della fusione, che può soddisfare lo sviluppo ad alte prestazioni di componenti elettronici ed elettrici verso resistenza al calore, pareti sottili, stampaggio a iniezione di precisione e altri aspetti.Inoltre, sono stati sviluppati elastomeri termoplastici poliammidici semi aromatici TPA e poliammidi semi aromatici ad alte prestazioni, che hanno buone applicazioni in campi come quello automobilistico.

I materiali compositi a base di fibre ad alte prestazioni sono spesso utilizzati in strutture non portanti come decorazioni interne del conducente, console di guida, cofano, superficie del sedile del passeggero, pannelli delle pareti laterali, pannelli del tetto e coperture dei montanti delle porte nelle apparecchiature di trasporto ferroviario.La carta isolante ad alte prestazioni viene utilizzata anche nei principali materiali isolanti di motori ad alta potenza, trasformatori e apparecchiature elettriche.Tenendo conto di vari fattori come le eccellenti prestazioni dei materiali e i costi, il gruppo di ricerca dell'Università tessile di Wuhan ha sviluppato fibre di polifenilene solfuro e poliarilestere a cristalli liquidi ad alta resistenza e alto modulo, che sono state promosse e applicate nelle apparecchiature di trasporto ferroviario.