浅谈聚醚砜纤维隔热材的性能及应用

发表时间:2021/6/16   来源:《科学与技术》2021年2月6期   作者: 刘晓晶 董珊辉
[导读] 本文主要叙述了目前城市轨道交通车辆采用的聚醚砜纤维隔热材,介绍了其性能,安装方式及其在车辆中的使用情况
        刘晓晶 董珊辉
        中车南京浦镇车辆有限责任公司  江苏 南京210031
        摘要:本文主要叙述了目前城市轨道交通车辆采用的聚醚砜纤维隔热材,介绍了其性能,安装方式及其在车辆中的使用情况,并与三聚氰胺树脂发泡材料进行对比和分析,有助于城市轨道交通车辆设计中对车体隔热材的选择。
        关键词:城市轨道交通车辆/隔热材/聚醚砜纤维/PES纤维
        概述
        内装设计是提高城市运输服务质量的重要方面,车辆在保温、降噪、甲醛及VOC有机气体挥发方面,一直以来是人们关注的问题,为了减少城市轨道交通车辆热传递,减少能量的损耗,在车体结构上必须安装适合的隔热材,因此对车辆使用的隔热隔声材料进行深入研究是非常有必要的。这些隔热材料必须具有良好的吸音,隔热,吸附,减震,抑菌,阻燃等特性。
        目前城市轨道交通车辆广泛用的到的隔热材料有三聚氰胺、陶瓷纤维、预氧丝棉等。聚醚砜纤维(PES纤维)作为隔热材料还未在城市轨道交通车辆上得的广泛的应用,PES树脂已在医疗器械、机械领域、热水领域、电子电器等领域得到广泛的应用。
1.隔热材料性能介绍
1.1 聚醚砜纤维(PES纤维)
        聚醚砜纤维(以下简称PES纤维),是单一材料聚醚砜树脂经纺丝工艺制造成纤维,聚醚砜树脂是一种透明琥珀色的无定型树脂,具有优异的耐热性,优良的尺寸安定性,以及良好的耐化学品性。具有高温下连续使用和在温度急剧变化的环境中仍能保持稳定的性能。
        PES纤维性能特性如下:
        (1)隔热性能:低温(-40℃至0℃)导热系数≤0.022W/mK,常温(0℃至40℃)导热系数≤0.035W/mK,在极端温度下,也满足有效减少热量散失,可实现节能环保。
        (2)降噪性能:综合降噪系数≥0.85,700Hz至2000Hz吸音降噪效率高达90%,不受环境湿度影响。
        (3)材料稳定性:耐老化(30年可循环使用),在-50℃到120℃之间材料性能稳定,不产生粉末,抗蠕变性能优异。使用寿命更长,长期运行节能效果更明显,日常维护费用更低。
        (4)防火阻燃:具有优异的防火性能,原材料本身为A级不燃,不需要加阻燃剂,符合EN45545里HL3。
        (5)有害物质限量:原材料经过美国FDA验证,甲醛及VOC有机气体零释放。
        (6)憎油憎水性能:憎水率反映材料耐水渗透的一个性能指标,指制品抵抗环境中水分对其主要性能产生不良影响的能力,PES纤维丝是空腔结构,实测憎水率98.3%,疏水性能优异,潮湿环境不影响材料吸音降噪隔热保温性能。
1.1.1性能参数
        聚醚砜纤维(PES纤维)性能参数见表1





1.2三聚氰胺树脂发泡材料
        三聚氰胺树脂发泡材料是以三聚氰胺树脂为原材料得到的,自身有很好的阻燃性,燃烧过程中产生的烟雾量小,密度轻,具有很好的吸音效果。
1.2.1性能参数
        三聚氰胺树脂发泡材材料性能参数见表2。
  

        聚醚砜纤维(以下简称PES纤维)与三聚氰胺树脂发泡材材相比,吸音降噪、阻燃效果都比较好,三聚氰胺比较轻,符合轻量化设计理念,PES纤维在甲醛及VOC有机气体挥发方面零释放,满足绿色环保需求,PES纤维价格比三聚氰胺贵。三聚氰胺是使用比较成熟的一种隔热材料,PES纤维还未得到车辆运营的的考核和验证,后续有得优化。
2.应用情况
        三聚氰胺树脂发泡材料已得到广泛应用,属于城市轨道交通车辆上应用较多的隔热材料,可用于车体端墙、侧墙、车顶、底架等部位。尺寸厚度公差控制在(0,-1)mm,安装时一面背胶一面粘贴铝箔,与车体粘贴连接,安装方便,现场易切割。
        PES纤维已经在南京三号线增购、大连1号线、2号线、菲律宾马拉地铁、尼日利亚阿布贾等项目上得到应用,可用于车体端墙、侧墙、车顶,底架等部位。尺寸厚度公差控制在(0,-1)mm,安装时一面背胶一面粘贴铝箔,与车体粘贴连接,安装方便,现场不易切割,设计时隔热材尺寸需控制准确。
3.结束语
        随着社会的发展,新型材料的更新,选取绿色无害材料是城市轨道交通车辆、铁路客车及动车组发展的方向,在特殊极端环境因素下,车辆能否满足正常运营并保证运输服务质量,是我们设计时必须考虑的问题。聚醚砜纤维相比其他隔热材料具有隔热性优异、耐化学腐蚀良好、尺寸稳定性好等特点、能满足绿色环保、无甲醛、吸音降噪、憎油水、抗老化等发展需求,可以为后期铁路客车及动车组合理选用隔热材料提供参考依据。
参考文献
[1] 韩晓明.城市轨道交通车辆车体隔热材料及应用[J].装备机械.2013.(1).57-64
        
        
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