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顏淵巍，博士，正高級工程師，博士生導師，湖湘青年英才（荷尖人才），中車科技英才，湖南省科技創(chuàng)新團隊核心成員，中國化工學會橡膠專委會委員，國家科技部、中國復材工業(yè)協(xié)會、湖南省科技廳在庫專家。現(xiàn)任中車時代新材研究院有機硅材料研究室主任，致力于火安全高分子材料技術攻關及產(chǎn)業(yè)孵化，主持國家重點研發(fā)計劃課題等國家、省部級項目8項，發(fā)表國家發(fā)明專利30余項，授權12項，相關成果獲湖南省科技進步一等獎、中車科技進步獎等獎勵。

顏淵巍。

(資料圖片)

有機高分子材料作為三大基礎材料之一，具有輕量化、耐化學腐蝕、易加工成型等優(yōu)點，在國民經(jīng)濟國防工業(yè)諸多領域應用廣泛。尤其是近年來國內(nèi)飛速發(fā)展的軌道交通領域，有機高分子材料在高鐵的關鍵部件中得到了廣泛應用。

然而，多數(shù)有機高分子材料易燃物質(zhì)，燃燒時不僅熱釋放速率大，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，還伴隨著濃煙和有毒氣體的產(chǎn)生，對高鐵列車內(nèi)的人員安全造成極大威脅。

如何讓高鐵列車里的高分子材料更具火安全性？2014年博士畢業(yè)后，顏淵巍加入中車時代新材研究院以來，致力于軌道交通領域火安全高分子材料的技術攻關，9年里，研發(fā)的一項項黑科技材料，填補了國內(nèi)技術空白，推動中國高鐵用火安全高分子材料技術躋身世界前列。

“人間理想”材料之前被國外壟斷

對大多數(shù)人而言，有機硅是一個很陌生的名字，但它已在不知不覺中貫穿了人們生活的方方面面，從穿的衣服、到吃的美食、住的房屋，再到走過的路、跨過的橋……

一方面，有機硅擁有阻燃性、環(huán)保性、舒適性、耐用性等優(yōu)異性能，但它的另一面是質(zhì)軟，不易成形，發(fā)泡過程不可控。

在保持有機硅阻燃性、環(huán)保型、舒適性等優(yōu)質(zhì)性能的前提下，“逆性”而上，讓其擁有能完美成型的新性能，這種新材料叫有機硅泡沫材料。

該材料具備無機與有機的特性，性能“更上一層樓”，具有低熱釋放、低煙、低毒的阻燃優(yōu)點，總揮發(fā)性達到食品級別要求，加上其無機屬性，抗壓縮永久變形僅為 1 %，該材料制成的物品能完美適應極端高溫和低溫的長期使用。

顏淵巍說：“常規(guī)材料疲勞試驗為8萬次，有機硅泡沫材料可達100萬次?！笨梢哉f，有機硅泡沫材料制成的座椅坐芯，不僅安全性能很高，還坐感舒適，簡直就是軌道交通車輛座椅界的“人間理想”。

但很長一段時間，該材料被歐美公司壟斷，并且歐洲出于重塑歐洲軌道交通領先全球形象、形成新的競爭優(yōu)勢等因素考慮，出臺了史上最嚴苛的火安全標準，其中對高分子材料的阻燃、煙毒性等火安全性能提出了極高指標，對結(jié)構(gòu)部件提出了明確的結(jié)構(gòu)防火要求，力促該標準成為國際強制標準。

從某種意義上說，如果國內(nèi)火安全高分子材料技術跟不上歐洲“新標準”，我國的高鐵出口將受到限制。因此，軌道交通領域火安全新材料的研發(fā)，顯得迫切且必要。

300多次試驗，填補國內(nèi)空白

2020年12月27日，京雄城際鐵路上的復興號御風馳騁。復興號為我國自主研發(fā)車型，幾乎集聚了國內(nèi)軌道交通領域主機和零部件的最新科研成果。在鐵路通車的一年前，顏淵巍接到研發(fā)任務，為京雄城際鐵路上的復興號列車，開發(fā)有機硅泡沫材料坐芯。

時間緊，任務重，但顏淵巍帶領研發(fā)團隊堅信自己能在規(guī)定時間內(nèi)完成任務。這份自信，來自于他近十年來，在火安全先進高分子材料技術的不懈探索。

當時，將有機硅泡沫材料的密度做到160千克/立方米已經(jīng)是當時國內(nèi)技術的極限，這個項目需要將材料密度降到100千克/立方米以內(nèi)。這是個巨大的技術挑戰(zhàn)。

團隊成員夜以繼日，“死磕”到底，最終實現(xiàn)了技術上的創(chuàng)新，經(jīng)過300多次的試驗，把密度一次次的下降，最終達到理想的最低密度范圍。

技術突破后，做成成品，又是擺在顏淵巍團隊面的一道難題，因為有機硅泡沫材料的生產(chǎn)設備，國內(nèi)也是空白的。有機硅泡沫材料的制造工藝路線和傳統(tǒng)泡沫材料完全不一樣，在沒有任何可借鑒的資料前提下，大家集思廣益，經(jīng)過大量的討論和設計后，他們自主設計搭建了一個半自動化的制造平臺，終于實現(xiàn)了有機硅泡沫座椅墊的小批量生產(chǎn)，為京雄城際鐵路上復興號列車的坐芯，供給了具有優(yōu)秀火安全性能的有機硅泡沫材料。

目前，顏淵巍帶領團隊還在繼續(xù)深耕有機硅泡沫材料，一方面繼續(xù)完善產(chǎn)品的參數(shù)，一方面為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化布局，“在保持參數(shù)不變的情況下，還要繼續(xù)降低成本，讓這個新型材料變得物美價廉，并希望能夠把這個產(chǎn)品推廣到航空航天、船舶甚至我們的家居領域?！?/p>

顏淵巍在工作。

火安全高分子材料未來潛力十足

顏淵巍介紹，金屬是傳統(tǒng)概念上的阻燃材料，雖然鋼材不會燃燒，但鋼材遇到高溫會發(fā)生變形，導致結(jié)構(gòu)坍塌，例如鋁合金熔點僅600多度，在溫度超過600度時就會熔化掉，擋不住火勢的蔓延，同時金屬非常容易導熱，當遇到高溫時溫度會迅速傳遞，引燃其他易燃物質(zhì)。因此從火安全的角度來說，金屬并不是一種火安全性好的材料，因為火安全考慮的不僅阻燃，還有高溫下結(jié)構(gòu)完整性、隔熱性等。

顏淵巍研究的火安全高分子材料雖然在阻燃上不如金屬，但其整體火安全性要大大優(yōu)于金屬，例如他正在研究的耐高溫有機硅泡沫，能夠在1300℃的火焰下保持30分鐘以上不被燒穿，研究的連續(xù)纖維增強酚醛材料能夠大幅提升軌道車輛地板等結(jié)構(gòu)部件的耐火時間并隔絕熱量傳遞。

“未來，火安全高分子材料潛力十足?！鳖仠Y巍介紹，隨著時代的前行，無論是軌道交通，還是航空、船舶以及汽車都在對減振、降噪、絕緣、保溫、美觀、輕量化等性能產(chǎn)生著更高的需求，而高分子材料以其在這些方面無可比擬的優(yōu)勢成為首選的方案。盡可能補短板，提升高分子材料及其制品的阻燃性能，揚長處，發(fā)揮高分子材料在結(jié)構(gòu)防火方面的優(yōu)勢，是顏淵巍今后努力的方向。

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