一、行業現狀

目前，我國交通建設多數仍采用常規的鋼筋混凝土與鋼材作為主要的建設材料，這種工程材料隨著使用時間的不斷延長，各種老化破損問題相繼出現，且存在資源浪費大、耐久性差等問題。為了適應當前交通建設領域的需要，有必要開發使用更加新型環保的建設材料，其中纖維復合材料正在憑借著其優越的性能越來越受到人們的青睞，并在航空航天、汽車制造、工業生產中已被廣泛應用。

圖1未來軌道交通概念圖

二、技術發展趨勢

從技術層面看，針對未來軌道交通發展的不同需求，纖維材料技術應順應國家發展戰略進行布局：

一是基于本構安全、主被動防護、災害預警的高安全需求，研發了基于本征阻燃、可降解、低 VOC 的阻燃聚酰亞胺、阻燃 lyocell 纖維、芳綸纖維等，實現了內飾用材料的高阻燃性 ；研發了活性碳纖維濾材、熔噴非織造布纖維素過濾防護膜等，實現了基于納米功能材料的空氣凈化。

二是基于綜合舒適性、人因工程、振動噪聲優化、智慧出行的高品質需求，研發了輕量化復材增韌纖維材料，可實現減震消音、隔熱保溫等功能。

三是基于高速磁浮、互聯互通列車、低阻高速載運的高效率需求，開發了碳纖維預浸料、復合材料板材、片材、工業零部件、軌道交通及汽車輕量化殼體及零部件、無人機殼體、機翼等，廣泛應用于工業、航空航天、軌道交通等領域。

四是基于智能駕駛、智能制造、智能運維的高智能需求，利用大數據、區塊鏈技術手段，搭建全生命周期的纖維材料應用，用互聯網數據平臺，可實現材料可追溯的可信數字化。

五是基于新能源動力、材料回收、低碳低排放的需求，著眼于綠色環保，研發了基于可循環再生材料、可降解材料的內飾設計。

對于上述發展熱點，我國已糾集相關行業科研團隊進行攻關并取得一定成果。對于未來軌道交通裝備的更高阻燃環保要求，我國正研發長效環保阻燃纖維，作為阻燃纖維材料迭代更新的新技術，從功能母粒添加改性角度進行阻燃改性，可適應于品類豐富的化纖產品，為未來阻燃體系的探索和發現提供了新路徑。在比強度和比剛度方面，碳纖維是當前最優異的高性能纖維材料之一，其在軌道交通裝備中已有較大應用。青島大學科研團隊通過在碳纖維表面進行改性研究，研發出了高效、便捷、低成本的碳纖維復合材料摩擦材料。四川大學科研團隊了高性能聚酰胺樹脂的設計與開發。其團隊研發了耐高溫半芳香尼龍（PA6T）及其產業化技術，該產品的熱變形溫度超過 280℃，具有極佳的熔體加工流動性，可以滿足電子電氣元件向耐熱、薄壁、精密注塑等高性能化發展。此外，還研發了高性能半芳族聚酰胺熱塑性彈性體 TPA 和半芳族聚酰胺，在汽車等領域有較好應用。

在軌道交通裝備上，包括司機室內飾、司控臺、頭罩、客室座椅面、側墻板、頂板、門立柱罩等非承載結構中，很多都用到了高性能纖維基復合材料，在大功率電機、變壓器、電氣設備中的關鍵絕緣材料上，都應用了高性能絕緣紙。綜合材料優異性能、成本等眾多因素，武漢紡織大學科研團隊研發出了高強高模的聚苯硫醚、液晶聚芳酯纖維，并推廣應用到軌道交通裝備中。

圖2 復合材料輕量阻燃等特性的應用場景

三、市場現狀

從市場層面看，軌道交通裝備是我國在高端制造領域的重要組成部分，也是自主創新的主要陣地，從細分市場結構來看，我國軌道交通裝備行業可分成鐵路交通裝備和城軌交通裝備。據機構統計數據顯示，2023年我國軌道交通裝備行業市場規模將達9928億元。

圖3近5年中國軌道交通裝備市場規模

                                           數據來源：中商產業研究院

從細分市場結構來看，我國軌道交通裝備行業可分成鐵路交通裝備和城軌交通裝備。數據顯示，鐵路交通裝備占比最大，占據了軌道交通裝備市場的46%，城軌交通裝備占比為16%。

圖4 中國軌道交通裝備行業細分市場結構統計

                                       數據來源：中商產業研究院

四、總結與展望

當前，中國軌道交通建設主要依賴于傳統的鋼筋混凝土和鋼材。隨著使用時間的延長，這些材料的老化和損壞問題逐漸顯現，同時也存在資源浪費和耐久性差的問題。為應對這些挑戰，纖維復合材料因其優異性能而日益受到關注，并已在航空、汽車制造等領域得到廣泛應用。

技術發展方面，纖維材料技術正根據國家發展戰略進行布局，主要聚焦在以下幾個方面：提高安全性、改善舒適性、提升效率、智能化發展以及環保和可持續性。例如，研發了高阻燃性的內飾用材料、基于納米功能材料的空氣凈化材料、輕量化復合材料增韌纖維材料等，這些新材料不僅滿足了高安全、高品質的需求，還適應了高速磁浮和智能駕駛等高效率需求。此外，也在綠色環保方面取得了進展，比如可循環再生材料和可降解材料的內飾設計。

針對未來的發展，中國正積極研發新技術，如長效環保阻燃纖維、高效碳纖維復合材料等，這些都是為了應對未來軌道交通裝備更高的阻燃環保要求。同時，科研團隊還在探索比強度和比剛度更優異的材料，如經過改性的碳纖維，以及高性能聚酰胺樹脂等。

總之，中國軌道交通行業的復合材料領域正面臨著諸多挑戰與機遇。未來，隨著新材料技術的發展和應用，預期會實現軌道交通的更高安全性、舒適性和效率，同時也將更加注重環保和可持續發展。

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