随着軌道交通車輛運行速度的不斷提升，車輛運行平穩性和乘坐舒适性的需求進一步增加，而且人們對阻燃、環保、輕量化、減振降噪提出了更高的要求。因此，越來越多的高分子材料在軌道交通中得到使用。以下列舉一些在軌道交通中常用的先進高分子材料。

01、聚氨酯彈性體

與通用橡膠相比， 聚氨酯具有更加優異的耐磨性和韌性，以“耐磨橡膠”著稱。由于聚氨酯分子具有可定制性，通過控制聚氨酯的組成和結構，使其向功能化和高性能化方向發展。

目前， MDI聚氨酯微孔彈性體減振墊闆和聚氨酯彈性體伸縮縫已經成功應用于中國高速鐵路。

聚氨酯複合材料軌枕兼具木制軌枕和混凝土軌枕的優點 , 同時彌補了二者缺陷，不僅具有優異的力學性能、彎曲強度與剪切強度，而且可通過彈性形變消減振動、降低噪聲、提高行車舒适性和安全性、保護道床等。同時， 聚氨酯軌枕還具有絕緣性好、絕緣電阻高、無需設置絕緣墊闆的優點。

02、有機矽發泡材料

有機矽是指含有Si—O鍵且至少有1個有機基團直接與矽原子相連的化合物，其結構既含“有機基團”，又含“無機結構”，所以兼具有機和無機的性能。

有機矽材料可以在-70 ~150℃長期使用并且有優異的電氣絕緣性能、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味等特點，尤其是有機矽材料的阻燃和無毒的特點，使得其在軌道交通的應用日益廣泛。

目前，有機矽泡沫代表産品有座椅座墊、靠墊和地鐵地闆減振墊。有機矽泡沫用作地闆減振墊，在減振效果良好的同時，還起到阻隔聲橋的作用，具有良好的降噪效果。目前國内技術正在迅速發展，逐步實現國産化。

随着軌道車輛座椅、座墊更高的阻燃性需求增加，目前， 中車唐山軌道客車和中車長春軌道客車研制的部分出口型軌道車輛和中車青島四方研制的京雄高鐵，其商務座均采用了有機矽泡沫座椅、座墊。

此外，中國香港地鐵以及北京、上海的新機場示範線大巴均采用有機矽材料，國外部分軌道交通裝備也逐步要求其座椅采用有機矽泡沫材料。

03、特性尼龍

尼龍作為高鐵扣件基礎材料已得到廣泛應用。為保障高速鐵路在高寒地區安全運行，扣件須滿足更高要求，特别是低溫耐疲勞性能。因此，對尼龍的低溫韌性、加工流動性及對玻纖等填充物的浸潤性和包覆性提出了更高要求。

耐低溫共聚尼龍可以綜合高韌性和高流動性，在軌道交通上取得應用。

目前高性能尼龍制備的鐵路扣件等成功應用于滬昆、成渝、漢孝、渝萬等高速鐵路線路和中南鐵路大通道、張唐線等重載線路以及長沙地鐵上。

04、芳綸絕緣材料

芳綸為芳香族聚酰胺纖維的簡稱，由杜邦發明，具有耐熱、阻燃、輕質高強和耐磨性好等優點。間位芳綸産品在高端電氣絕緣和輕量化蜂窩結構方面有着廣泛的用途，目前已成為電機電器和電力傳輸等領域的重要基礎材料。

高品質芳綸是軌道交通中大功率電機、變壓器、電氣設備中的關鍵主絕緣材料，在繞包絕緣、槽絕緣、匝間絕緣等區域均有應用。特别是在高速動車組的電機與變壓器中，絕緣體系用量巨大。國外商業化的間位芳綸紙主要包括杜邦的Nomex和日本帝人。

目前國内完成了芳綸産品開發，實現了層壓闆材、絕緣紙、芳綸蜂窩紙等多種産品在軌道交通等多領域應用。

05、複合材料

複合材料主要指纖維增強複合材料和夾層結構複合材料，具有質量輕、強度高、耐疲勞、耐腐蝕等特點。

目前，國内軌道交通複合材料主要應用于内飾件等非承載結構中，其中司機室内飾、司控台、頭罩、客室座椅面、側牆闆、頂闆、門立柱罩等結構均使用玻璃纖維複合材料。

随着鐵路向高速化、安全化、輕量化的方向發展，高分子材料起的作用越來越重要。軌道交通系統将成為未來改性塑料發展的重要領域，高性能尼龍複合材料已成為其中最具發展前途的應用産品。

06、新材料-磷酸（氫）锆

磷酸氫锆因其特殊性質可添加到樹脂，PP,PE,PVC,ABS,PET,PI,尼龍，塑料，膠黏劑，塗料、油漆、油墨、環氧樹脂、纖維，精細陶瓷等材料中，增強材料的耐高溫，阻燃，防腐蝕，抗刮擦，增加韌性與拉伸強度等。主要有以下優勢：

1、增強機械強度，韌性和拉伸強度

2、可在高溫下使用，增強阻燃性3、具有很好的塑化能力4、增強耐磨性5、抗氧化，持久性非常好6、與合成樹脂相容性好7、滅菌效果好8、可以回收利用，環保。

磷酸锆阻燃機理:

由阻燃劑中的P-O形成的PO*自由基可以撲捉空氣中較為活潑的O和OH自由基,在一定程度上可以降低限定空間内的氧含量,使燃燒的鍊式反應終止.而磷酸锆在高溫下會分解出結晶水，帶走一部分的熱量，并催化成炭，改版炭層結構，阻隔氧氣的進入，從而達到阻燃效果。

1. ZrP 本身具有層狀化合物的阻隔作用

2. 在複合材料燃燒時，ZrP 會釋放出結晶水，降低了氣相燃燒區中可燃物的濃度并吸收大量的熱量，延緩聚合物基體熱分解并降低燃燒速度；

3. 阻燃劑與ZrP分解的産物能形成保護膜覆蓋在聚合物表面，不僅能阻隔聚合物降解産生的揮發性産物向氣相的傳質過程，而且也阻隔了氣相燃燒産生的熱量向凝聚相的反饋。

4. 其層間含有 Lewis 酸點和 Bronsted 酸點，具有協同增效作用，促進成炭，同時對炭化層也起到固定和增強作用。同時固體酸對煙氣具有高效吸附和催化轉化作用，可明顯減少煙氣的産生。

磷酸锆應用在PP中：

1)、添加磷酸锆後PP性能改善如下：有機改性磷酸锆是采用十八烷基二甲基叔胺（DMA）對α-Zrp進行改性，制備了有機修飾的磷酸锆（O-Zrp），并将其與聚丙烯（PP）熔融共混制備 了PP/O-Zrp複合材料。利用X-射線衍射（XRD）結果表明與純α-Zrp相比，DMA修飾α-Zrp的層間距由0.8nm擴展到2.9nm；PP/O-Zrp複合材料的XRD結果表明0-Zrp的加入使PP相生産了β晶型，且随着磷酸锆含量的增加，β晶型的含量也增加。力學性能測試表明複合材料力學性能均有不同程度提高。

2）、添加有機修飾的後的O-ZrP對PP的改進（對比與直接添加α-磷酸锆）如下：

3）、20%APP/PER（聚磷酸铵/季戊四醇） 3%的ZrP，直接混合以後添加到PP中擠出，阻燃達到V0 4）、TPE:MPP( 三聚氰胺聚磷酸鹽 ，膨脹型) 2% 磷酸锆 65A TPE 氧指數≥25% 5）、2.5%的磷酸锆與22.5%的IFR體系配合時，可使PP複合材料的LOI值高達37%，阻燃等級達到UL 94V-0級

磷酸锆應用在PA6中：

性能改善如下：（相較于普通PA6或者不添加磷酸锆的PA6材料對比）

熱穩定性：在添加量1-2%時，可提高；添加量達到5%後反而降低；

熱變形溫度：4%時可提高133%；

拉伸強度：添加量為1%，2%，4%時分别提高17%，18%，23%；

拉伸模量：添加量為1%，2%，4%時分别提高94%，106%， 111%；

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