高速化、輕量化、綠色化趨勢顯著

■ 本刊記者_郭春花

紡織纖維材料助力軌道交通行業發展

隨著運營技術、裝備、系統體系日益復雜和運營環境日益多變，軌道交通裝備也在向高速化、輕量化、綠色環保等方向發展。纖維材料作為新材料的重要組成，其發展將影響軌道交通等各個重要領域的創新深度、應用廣度與價值高度。

9 月7 日，由青島軌道交通產業示范區管理委員會、國家高速列車技術創新中心、國家先進功能纖維創新中心（以下簡稱“創新中心”）、航材國創（青島）高鐵材料研究院有限公司主辦的2023 中國軌道交通裝備材料與技術創新論壇在青島世界博覽城舉辦。會上，來自紡織纖維材料領域的眾多專家、企業從多個角度講述了纖維材料在軌道交通裝備上的應用，展示了先進纖維材料的最新發展情況。

需求牽引，纖維材料多角度布局推動

作為工信部批復成立的國家級制造業創新中心之一，國家先進功能纖維創新中心一直致力于纖維材料領域的研究與創新。國家先進功能纖維創新中心主任王玉萍介紹，針對未來軌道交通發展的不同需求，創新中心對纖維材料技術的創新研發與應用進行了布局。

一是基于本構安全、主被動防護、災害預警的高安全需求，研發了基于本征阻燃、可降解、低VOC 的阻燃聚酰亞胺、阻燃lyocell 纖維、芳綸纖維等，實現了內飾用材料的高阻燃性；研發了活性碳纖維濾材、熔噴非織造布纖維素過濾防護膜等，實現了基于納米功能材料的空氣凈化。

二是基于綜合舒適性、人因工程、振動噪聲優化、智慧出行的高品質需求，研發了輕量化復材增韌纖維材料，可實現減震消音、隔熱保溫等功能。

三是基于高速磁浮、互聯互通列車、低阻高速載運的高效率需求，開發了碳纖維預浸料、復合材料板材、片材、工業零部件、軌道交通及汽車輕量化殼體及零部件、無人機殼體、機翼等，廣泛應用于工業、航空航天、軌道交通等領域。

四是基于智能駕駛、智能制造、智能運維的高智能需求，利用大數據、區塊鏈技術手段，搭建全生命周期的纖維材料應用，用互聯網數據平臺，可實現材料可追溯的可信數字化。

五是基于新能源動力、材料回收、低碳低排放的需求，著眼于綠色環保，研發了基于可循環再生材料、可降解材料的內飾設計。

此外，創新中心還擁有國家級檢測評價中心，具有聚合物、纖維、織物的權威評價資質、可為軌道交通領域的裝備材料提供檢測評價認證。同時，可開展面向軌道交通應用領域的纖維材料研發設計、功能提升、產品開發、檢測評價全流程服務，為軌道交通行業帶來高安全、高品質、高效率、高智能、低排放的解決方案，從而提升軌道交通系統的整體性能和安全性。

應用深入，纖維材料貢獻突出

論壇現場。

當前，隨著軌道交通行業的飛速發展，人們對軌道車輛防火阻燃能力要求也越來越高。而車內的各種材料是軌道車輛上防火阻燃的關鍵。軌道交通紡織品材料以聚酯纖維為主，但普遍采用銻系催化劑的聚酯纖維面臨環保問題。面對阻燃達標是生命需求、清潔環保是生態需求的挑戰，國家先進功能纖維創新中心采用鈦系催化劑研發出了無銻阻燃纖維。國家先進功能纖維創新中心高工、研發總監徐錦龍介紹，目前，創新中心已經實現差別化無銻聚酯纖維制備，形成了無銻聚酯小試合成技術及工程化技術，已實現產業化應用。

對于未來軌道交通裝備的更高阻燃環保要求，徐錦龍表示，創新中心正在聯合四川大學研發長效環保阻燃纖維，作為阻燃纖維材料迭代更新的新技術，從功能母粒添加改性角度進行阻燃改性，可適應于品類豐富的化纖產品，為未來阻燃體系的探索和發現提供了新路徑。

在比強度和比剛度方面，碳纖維是當前最優異的高性能纖維材料之一，其在軌道交通裝備中已有較大應用。青島大學特聘教授、材料科學與工程學院院長助理袁華介紹了團隊通過在碳纖維表面進行改性研究，研發出了高效、便捷、低成本的碳纖維復合材料摩擦材料。

四川大學研究員、博士生導師張剛介紹了高性能聚酰胺樹脂的設計與開發。其團隊研發了耐高溫半芳香尼龍（PA6T）及其產業化技術，該產品的熱變形溫度超過280℃，具有極佳的熔體加工流動性，可以滿足電子電氣元件向耐熱、薄壁、精密注塑等高性能化發展。此外，還研發了高性能半芳族聚酰胺熱塑性彈性體TPA 和半芳族聚酰胺，在汽車等領域有較好應用。

在軌道交通裝備上，包括司機室內飾、司控臺、頭罩、客室座椅面、側墻板、頂板、門立柱罩等非承載結構中，很多都用到了高性能纖維基復合材料，在大功率電機、變壓器、電氣設備中的關鍵絕緣材料上，都應用了高性能絕緣紙。綜合材料優異性能、成本等眾多因素，武漢紡織大學教授王樺團隊研發出了高強高模的聚苯硫醚、液晶聚芳酯纖維，并推廣應用到軌道交通裝備中。

廈門當盛新材料有限公司利用閃蒸法制造的特種纖維防護服在軌道交通裝備的制造中也有較大應用。該公司市場總監單磊介紹，閃蒸法特種纖維防護服可用于機車噴漆機器臂防護、動車車體防護。該技術制造的防護服防腐蝕、抗靜電、不起毛不掉屑、防水霧油漬、防灰塵、耐磨、安全環保。據了解，當盛閃蒸法高密度聚乙烯材料在生產過程中不額外使用添加劑，不使用有毒有害化學物質，符合當前安全與可持續發展的要求。

天津工業大學復合材料研究院院長陳利介紹了層聯機織復合材料設計、性能及應用。

此外，本次論壇還邀請航材國創（青島）高鐵材料研究院有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司、新美測（青島）測試科技有限公司、北京科技大學、青島大學、中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司、四川大學、北京交通大學、天津工業大學、中國建筑材料科學研究總院有限公司、航天精工股份有限公司等高校、研究院所、企業的專家從各自領域講述了軌道交通裝備材料創新的前沿技術、面臨挑戰以及潛在的機遇。