وضعیت فعلی و آینده مواد کامپوزیت در صنعت حمل و نقل ریلی چین

1، هندوضعیت فعلی صنعت
در حال حاضر، بسیاری از ترانس چیندر ساخت پورتیشن همچنان از بتن مسلح معمولی و فولاد به عنوان مصالح ساختمانی اصلی استفاده می شود.با افزایش مداوم زمان استفاده، مشکلات مختلف کهنگی و آسیب ظاهر شده و مشکلاتی مانند هدر رفتن منابع و دوام ضعیف وجود دارد.به منظور پاسخگویی به نیازهای حوزه ساخت و ساز حمل و نقل فعلی، توسعه و استفاده بیشتر از مصالح ساختمانی جدید و سازگار با محیط زیست ضروری است.در میان آنها، مواد کامپوزیت الیافی به دلیل عملکرد برترشان به طور فزاینده ای مورد علاقه مردم قرار می گیرند و به طور گسترده در صنایع هوافضا، خودروسازی و تولید صنعتی استفاده می شوند.

2- روندهای توسعه فناوری
از منظر فنی، در پاسخ به نیازهای مختلف توسعه حمل و نقل ریلی آینده، فناوری مواد فیبر باید مطابق با استراتژی توسعه ملی طراحی شود:
اولاً، بر اساس الزامات ایمنی بالای ایمنی سازنده، حفاظت فعال و غیرفعال و هشدار بلایا، پلی‌آمید بازدارنده شعله، الیاف لیوسل بازدارنده شعله، الیاف آرامید و غیره بر اساس بازدارندگی ذاتی شعله، تجزیه پذیری و VOC کم توسعه یافته است. دستیابی به مقاومت در برابر شعله بالای مواد داخلی؛ما مواد فیلتر فیبر کربن فعال، فیلم‌های محافظ فیلتر سلولزی پارچه‌ای غیر بافته مذاب را توسعه داده‌ایم و بر اساس مواد کاربردی نانو به تصفیه هوا دست یافته‌ایم.
ثانیاً، بر اساس الزامات با کیفیت بالا آسایش جامع، مهندسی عوامل انسانی، بهینه‌سازی ارتعاش و سر و صدا، و سفر هوشمند، مواد الیاف کامپوزیت سخت‌شده سبک‌وزن ساخته شده‌اند که می‌توانند به عملکردهایی مانند جذب ضربه، کاهش نویز، عایق‌سازی و... عایق حرارتی.
ثالثاً، بر اساس الزامات راندمان بالا ماگلوهای پرسرعت، قطارهای متصل به هم، و حمل و نقل با سرعت بالا با مقاومت کم، پیش آغشته‌های فیبر کربن، ورق‌های مواد مرکب، ورق‌ها، اجزای صنعتی، پوسته‌های سبک وزن و قطعات برای حمل و نقل ریلی و خودرو، پوسته‌های هواپیماهای بدون سرنشین ، بال و غیره توسعه یافته و به طور گسترده در صنایع، هوافضا، ترانزیت ریلی و سایر زمینه ها استفاده می شود.

چهارمین مورد مبتنی بر تقاضای هوش بالای رانندگی هوشمند، تولید هوشمند، و بهره برداری و نگهداری هوشمند، با استفاده از داده های بزرگ و فناوری بلاک چین برای ساخت برنامه های کاربردی مواد فیبر در کل چرخه عمر است.با یک پلت فرم داده اینترنتی، دیجیتالی کردن قابل اعتماد قابلیت ردیابی مواد را می توان به دست آورد.
پنجمین مورد بر اساس تقاضا برای انرژی جدید، بازیافت مواد، کربن کم و انتشار کم، با تمرکز بر حفاظت از محیط زیست سبز است و طراحی های داخلی را بر اساس مواد قابل بازیافت و زیست تخریب پذیر توسعه داده است.

برای نقاط توسعه فوق الذکر، چین تیم های تحقیقاتی صنعت مربوطه را برای مقابله با آنها جمع آوری کرده و به نتایج خاصی دست یافته است.برای الزامات بازدارنده شعله و حفاظت از محیط زیست تجهیزات حمل و نقل ریلی آینده، چین در حال توسعه الیاف مقاوم در برابر شعله سازگار با محیط زیست طولانی مدت به عنوان یک فناوری جدید برای به روز رسانی های تکراری مواد الیافی مقاوم در برابر شعله است.از منظر اصلاح اضافه مستربچ عملکردی، اصلاح بازدارنده شعله را می توان برای طیف گسترده ای از محصولات فیبر شیمیایی اعمال کرد و مسیر جدیدی را برای اکتشاف و کشف سیستم های بازدارنده شعله در آینده فراهم کرد.از نظر استحکام و سختی خاص، فیبر کربن در حال حاضر یکی از عالی ترین مواد فیبر با کارایی بالا است و به طور گسترده در تجهیزات حمل و نقل ریلی استفاده می شود.تیم تحقیقاتی دانشگاه چینگدائو با انجام تحقیقات اصلاحی روی سطح الیاف کربن، یک ماده اصطکاکی کامپوزیت فیبر کربنی کارآمد، راحت و کم‌هزینه ایجاد کرده است.تیم تحقیقاتی دانشگاه سیچوان رزین پلی آمیدی با کارایی بالا را طراحی و توسعه داده است.تیم آنها نایلون نیمه معطر مقاوم در برابر درجه حرارت بالا (PA6T) و فناوری صنعتی شدن آن را توسعه داده اند.دمای تغییر شکل داغ این محصول بیش از 280 ℃ است و دارای سیالیت پردازش مذاب عالی است که می تواند با توسعه عملکرد بالا قطعات الکترونیکی و الکتریکی نسبت به مقاومت در برابر حرارت، دیواره نازک، قالب گیری تزریقی دقیق و سایر جنبه ها پاسخ دهد.علاوه بر این، الاستومرهای ترموپلاستیک نیمه معطر پلی آمیدی با کارایی بالا TPA و پلی آمید نیمه معطر ساخته شده اند که کاربردهای خوبی در زمینه هایی مانند خودرو دارند.

مواد کامپوزیتی مبتنی بر فیبر با کارایی بالا اغلب در سازه‌های غیر باربر مانند دکوراسیون داخلی راننده، کنسول راننده، کاپوت، سطح صندلی سرنشین، پانل‌های دیوار جانبی، پانل‌های سقف و پوشش ستون درها در تجهیزات حمل و نقل ریلی استفاده می‌شوند.کاغذ عایق با کارایی بالا همچنین در مواد عایق کلیدی در موتورهای پرقدرت، ترانسفورماتورها و تجهیزات الکتریکی استفاده می شود.با در نظر گرفتن عوامل مختلفی مانند عملکرد عالی مواد و هزینه، تیم تحقیقاتی دانشگاه نساجی ووهان الیاف پلی‌فنیلن سولفید و کریستال مایع پلی‌آری‌الستر با استحکام و مدول بالا را توسعه داده‌اند که در تجهیزات حمل‌ونقل ریلی ارتقا یافته و به کار گرفته شده‌اند.