الوضع الحالي والمستقبل للمواد المركبة في صناعة النقل بالسكك الحديدية في الصين

1 、 الصناعيةالوضع الراهن
في الوقت الحاضر، معظم العابرين في الصينلا يزال بناء البوابات يستخدم الخرسانة المسلحة التقليدية والصلب كمواد البناء الرئيسية.مع التمديد المستمر لوقت الاستخدام، ظهرت مشاكل مختلفة للتقادم والتلف، وهناك مشاكل مثل إهدار الموارد وضعف المتانة.من أجل تلبية احتياجات مجال بناء النقل الحالي، من الضروري تطوير واستخدام المزيد من مواد البناء الجديدة والصديقة للبيئة.من بينها، يتم تفضيل المواد المركبة من الألياف بشكل متزايد من قبل الناس بسبب أدائها المتفوق، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في مجال الطيران وتصنيع السيارات والإنتاج الصناعي.

2- اتجاهات التطور التكنولوجي
من منظور تقني، واستجابة للاحتياجات المختلفة لتطوير النقل بالسكك الحديدية في المستقبل، ينبغي وضع تكنولوجيا مواد الألياف وفقًا لاستراتيجية التنمية الوطنية:
أولاً، استنادًا إلى متطلبات السلامة العالية للسلامة التأسيسية، والحماية النشطة والسلبية، والإنذار بالكوارث، تم تطوير بوليميد مثبطات اللهب، وألياف ليوسيل مثبطات اللهب، وألياف الأراميد، وما إلى ذلك بناءً على مثبطات اللهب الجوهرية، وقابلية التحلل، وانخفاض المركبات العضوية المتطايرة، تحقيق مقاومة عالية للهب للمواد الداخلية؛لقد قمنا بتطوير مواد مرشح ألياف الكربون المنشط، وأفلام الحماية لمرشح السليلوز غير المنسوج المنفوخ، وحققنا تنقية الهواء على أساس مواد وظيفية نانوية.
ثانيًا، استنادًا إلى متطلبات الجودة العالية للراحة الشاملة، وهندسة العوامل البشرية، وتحسين الاهتزاز والضوضاء، والسفر الذكي، تم تطوير مواد ألياف مركبة خفيفة الوزن، يمكنها تحقيق وظائف مثل امتصاص الصدمات، وتقليل الضوضاء، والعزل، و العزل الحراري.
ثالثًا، استنادًا إلى متطلبات الكفاءة العالية للقطارات المعلقة عالية السرعة، والقطارات المترابطة، والنقل عالي السرعة منخفض المقاومة، ومواد التقوية المسبقة من ألياف الكربون، وصفائح المواد المركبة، والصفائح، والمكونات الصناعية، والأغلفة خفيفة الوزن ومكونات النقل بالسكك الحديدية والسيارات، وقذائف الطائرات بدون طيار تم تطوير الأجنحة وما إلى ذلك واستخدامها على نطاق واسع في الصناعات والفضاء والنقل بالسكك الحديدية وغيرها من المجالات.

ويعتمد الرابع على الطلب الذكي العالي للقيادة الذكية والتصنيع الذكي والتشغيل والصيانة الذكية، وذلك باستخدام البيانات الضخمة وتقنية blockchain لبناء تطبيقات مواد الألياف طوال دورة الحياة بأكملها.ومن خلال منصة بيانات الإنترنت، يمكن تحقيق رقمنة موثوقة لتتبع المواد.
أما المحور الخامس فيعتمد على الطلب على طاقة الطاقة الجديدة، وإعادة تدوير المواد، والكربون المنخفض والانبعاثات المنخفضة، مع التركيز على حماية البيئة الخضراء، وقد طور تصميمات داخلية تعتمد على مواد قابلة لإعادة التدوير وقابلة للتحلل.

بالنسبة لنقاط التنمية الساخنة المذكورة أعلاه، جمعت الصين فرق البحث الصناعية ذات الصلة لمعالجتها وتحقيق نتائج معينة.من أجل زيادة متطلبات مثبطات اللهب وحماية البيئة لمعدات النقل بالسكك الحديدية المستقبلية، تعمل الصين على تطوير ألياف مثبطات اللهب طويلة المدى وصديقة للبيئة كتقنية جديدة للتحديثات التكرارية لمواد الألياف المثبطة للهب.من منظور تعديل إضافة الأصبغة الوظيفية، يمكن تطبيق تعديل مثبطات اللهب على مجموعة واسعة من منتجات الألياف الكيميائية، مما يوفر مسارًا جديدًا لاستكشاف واكتشاف أنظمة مثبطات اللهب المستقبلية.من حيث القوة والصلابة المحددة، تعد ألياف الكربون حاليًا واحدة من أفضل مواد الألياف عالية الأداء، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في معدات النقل بالسكك الحديدية.قام فريق البحث من جامعة تشينغداو بتطوير مادة احتكاك مركبة من ألياف الكربون تتسم بالكفاءة والراحة ومنخفضة التكلفة من خلال إجراء أبحاث التعديل على سطح ألياف الكربون.قام فريق البحث بجامعة Sichuan بتصميم وتطوير راتنجات البولياميد عالية الأداء.قام فريقهم بتطوير النايلون شبه العطري المقاوم للحرارة العالية (PA6T) وتقنية التصنيع الخاصة به.درجة حرارة التشوه الساخنة لهذا المنتج تتجاوز 280 درجة مئوية، ولديه سيولة معالجة ذوبان ممتازة، والتي يمكن أن تلبي التطوير عالي الأداء للمكونات الإلكترونية والكهربائية نحو مقاومة الحرارة، والجدار الرقيق، وقولبة الحقن الدقيقة، وجوانب أخرى.بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير اللدائن البلاستيكية الحرارية من مادة البولي أميد شبه العطرية عالية الأداء TPA والبولي أميد شبه العطري، والتي لها تطبيقات جيدة في مجالات مثل السيارات.

غالبًا ما تُستخدم المواد المركبة القائمة على الألياف عالية الأداء في الهياكل غير الحاملة مثل الديكور الداخلي للسائق، ووحدة التحكم في السائق، وغطاء المحرك، وسطح مقعد الراكب، وألواح الجدران الجانبية، وألواح السقف، وأغطية أعمدة الأبواب في معدات النقل بالسكك الحديدية.يُستخدم الورق العازل عالي الأداء أيضًا في المواد العازلة الرئيسية في المحركات عالية الطاقة والمحولات والمعدات الكهربائية.مع الأخذ في الاعتبار العوامل المختلفة مثل أداء المواد الممتاز والتكلفة، قام فريق البحث بجامعة Wuhan Textile بتطوير ألياف بولي فينيلين كبريتيد عالية القوة وعالية المعامل وألياف بولي أريلستر كريستال سائل، والتي تم الترويج لها وتطبيقها في معدات النقل بالسكك الحديدية.