近日全長2298千米的京廣高鐵全線開通。據了解，化工材料用于高鐵行業的領域主要有移動設備和固定設施。而此次高鐵建設，使用了很多高分子材料及復合材料。
“縱觀軌道交通的發展歷史，我們可以看到，在軌道交通系統中無論是固定設施還是移動設備，它們的每一次技術創新或技術進步都是以材料或工藝的變革為契機的。高鐵亦是如此。”中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所研究員祝和權說。
據了解，化工材料用于高鐵行業的領域主要有移動設備和固定設施。祝和權說，高鐵時速在250～350千米，因此高鐵的移動設備必須實現輕量化，而這有賴于大量采用高分子材料及復合材料。現在高鐵列車車體鋼結構所選用的材料已由過去單一的碳鋼發展到耐候鋼、復合材料等多種材料，國際上日本、德國等許多發達國家的鐵路和城軌車輛目前已普遍使用這些新材料和相應的制造工藝。我國還計劃在“十二五”期間建成1~2條復合材料高速列車車頭生產線。而在列車內裝材料上，蜂窩狀結構的高分子材料是車輛減重的發展趨勢，碳纖維、硼纖維、橡塑材料、發泡材料及復合材料是動車組內裝的主要材料。
“為適應高速運行中的風速和風壓，列車門窗的橡膠密封條夾壓力必須大于風壓，因此車輛門窗多采用耐寒、耐候、使用壽命長的橡膠密封條，連接棚的材料也一般采用耐候性好的橡膠、塑料或橡塑材料。”祝和權說。此外，高鐵列車內所用材料還有一個特殊之處——必須滿足阻燃要求，車內的紡織用品、橡膠用品、橡塑制品等都要符合這一要求。這為低毒、無煙的高性能阻燃劑帶來了很大的應用空間。具有高可靠性的橡膠彈性元件等減震(降噪)產品、黏合劑等制動材料、機車牽引齒輪潤滑脂等潤滑材料以及阻尼(防腐)涂料等涂裝材料也都被大量應用在高鐵列車中。
在固定設施方面，祝和權說，為提高橋梁的跨越、承載功能，采用新材料，充分發揮材料效用是必經途徑。填充、減震、防水、防護等方面都少不了非金屬材料的身影。
我國高速鐵路采用的板式無砟軌道是世界高速鐵路的主要軌道結構形式之一，具有穩定性好、結構高度低、施工效率高、可修復性強等優點。在其填充材料中，砂漿墊層需要用到瀝青乳液，凸型擋臺則主要由聚醚、異氰酸酯、填料等組成，灌注袋的主要成分是聚脂無紡布。
“防水材料的用途范圍也很廣。”祝和權說。比如隧道防水材料主要包括：防水劑、防水板、止水帶、接縫密封條、密封膠、防水涂料等。僅防水板就有聚乙烯防水板、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)防水板及乙烯-醋酸乙烯與瀝青共聚物(ECB)防水板等。橋面防水材料主要有氯化聚乙烯防水卷材、高聚物改性瀝青卷材、聚氨酯膠黏劑、聚氨酯涂料、聚脲防水層、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)防水層、高性能聚氨酯防水層、伸縮縫材料等。
“能夠應用在高鐵行業的非金屬化學材料品種多而雜，但任何一個小產品，只要應用在高鐵上，用量都是非常大的。”祝和權說。
高鐵列車以后的速度目標還將進一步提高，大量新技術、新材料將得到應用。新線建設中所用材料的更新升級以及建成線路的維護和維修還將產生更大的市場。站上中國高鐵這個“巨人”肩膀的非金屬化學材料，將會隨高鐵一同飛馳。
在以后的高鐵建設當中，還會使用到很多新技術、新材料，那時對材料的性能、環保、安全性等要求更高。
