中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）突破TPU材料關(guān)鍵技術(shù) 推動(dòng)電纜升級(jí)換代
文章來(lái)源：中國(guó)石油和化工網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-08-25 10:14:43
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“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃明確指出：交通運(yùn)輸是現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的重要組成部分，是構(gòu)建新發(fā)展格局的重要支撐和服務(wù)人民美好生活、促進(jìn)共同富裕的堅(jiān)實(shí)保障。眾所周知，高鐵是我國(guó)裝備制造的一張亮麗名片，高鐵動(dòng)車體現(xiàn)了中國(guó)裝備制造業(yè)水平。
當(dāng)前，鐵路運(yùn)行實(shí)現(xiàn)全新提速，接觸網(wǎng)供電要求不斷升級(jí)。而常規(guī)電纜護(hù)套適用溫度僅為-15℃-70℃、承受25kV左右電壓，且常規(guī)電纜護(hù)套含有的鹵素將對(duì)環(huán)境造成多維度破壞，嚴(yán)重制約著“八縱八橫”高鐵網(wǎng)絡(luò)的提速計(jì)劃。在這一時(shí)代命題下，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）一支科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出天然生物基卟啉基有機(jī)框架衍生物改性TPU電纜護(hù)套材料，為高鐵安全運(yùn)行提供了“中國(guó)方案”。 團(tuán)隊(duì)故事：創(chuàng)新路上的青春接力 這支充滿活力的本科生團(tuán)隊(duì)由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授周克清、向龍斌共同指導(dǎo)。團(tuán)隊(duì)成員涉及應(yīng)急技術(shù)與管理、安全工程、市場(chǎng)營(yíng)銷等專業(yè)，各司其職、互幫互助、攜手共進(jìn)。 “為了更好的完成實(shí)驗(yàn)，我們經(jīng)常連夜守在實(shí)驗(yàn)室。”團(tuán)隊(duì)成員回憶道。在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，這群年輕人放棄了無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)假日，從文獻(xiàn)調(diào)研到配方設(shè)計(jì)，從性能測(cè)試到工藝優(yōu)化，一步步嘗試、一步步改進(jìn)。 技術(shù)突破：從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的跨越 團(tuán)隊(duì)通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝創(chuàng)新，突破電纜護(hù)套材料耐溫區(qū)域窄、難以承受高電壓、生產(chǎn)工藝污染大等技術(shù)難題，成功制備寬耐溫范圍、高擊穿電壓、綠色化TPU電纜護(hù)套材料，同時(shí)開創(chuàng)了卟啉基材料在高性能電纜領(lǐng)域應(yīng)用的先河。 阻燃性能突破 通過(guò)卟啉基有機(jī)框架衍生物的納米復(fù)合技術(shù)，僅添加2%的改性劑就使材料達(dá)到UL-94 V-0級(jí)阻燃標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，煙密度透光率高達(dá)84%，熱釋放速率降低44.5%，總煙釋放量降低28.1％，遠(yuǎn)超行業(yè)現(xiàn)有水平。 極端環(huán)境適應(yīng)性提升 優(yōu)化后的材料在-40℃至158℃的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定性能，適應(yīng)凍雨、高溫等極端氣候。在模擬凍雨環(huán)境的測(cè)試中，新材料表現(xiàn)出色，解決了傳統(tǒng)材料在低溫下脆化、高溫下變形的問(wèn)題。 機(jī)械性能飛躍 通過(guò)界面重構(gòu)技術(shù)，材料的斷裂伸長(zhǎng)率提升至750%，拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)34.5%，擊穿電壓超過(guò)40kV，為高鐵提速提供了可靠保障。 綠色環(huán)保創(chuàng)新 摒棄傳統(tǒng)含鹵素、重金屬的添加劑，采用生物基改性劑，使產(chǎn)品完全符合綠色環(huán)保要求，為軌道交通行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了新選擇。 育人成效：科研反哺教學(xué)的典范 這支團(tuán)隊(duì)的成功，體現(xiàn)了學(xué)校“科教融合、創(chuàng)新育人”的培養(yǎng)理念。作為團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師，周克清教授表示：“我們不僅要產(chǎn)出科研成果，更要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。”團(tuán)隊(duì)獲“挑戰(zhàn)杯”、“中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”、“安全工程與應(yīng)急技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”等賽事國(guó)家級(jí)、省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)若干，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利6項(xiàng)，發(fā)表SCI、北大中文核心論文8篇。 “從大一加入團(tuán)隊(duì)到現(xiàn)在，我完成了從科研新手到獨(dú)立主持實(shí)驗(yàn)的蛻變。這離不開老師和學(xué)姐們的悉心指導(dǎo)。”本科生鄭子佳同學(xué)感慨道。團(tuán)隊(duì)多名成員已在該領(lǐng)域嶄露頭角，成為行業(yè)的新生力量。 未來(lái)展望：助力中國(guó)高鐵走向世界 站在新的起點(diǎn)上，這支年輕的團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)秉持創(chuàng)新精神，在軌道交通TPU材料領(lǐng)域深耕細(xì)作。目前，該技術(shù)已與航天瑞奇電纜有限公司等企業(yè)達(dá)成合作，且在中車株洲電力機(jī)車等公司實(shí)際工程應(yīng)用中效果顯著。團(tuán)隊(duì)相信，通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，一定能夠?yàn)橥苿?dòng)中國(guó)高鐵的綠色安全發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)，讓更多“中國(guó)智造”的技術(shù)走向世界舞臺(tái)。 |
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