高速铁路用EPDM微孔弹性垫板前景看好

□ 株洲时代新材料科技股份有限公司谭宇

　　近年来，高速铁路因拥有输送能力大、速度快、安全性好、受气候变化影响小，正点率高、舒适、方便、能源消耗低、环境影响轻、经济效益好等诸多优点，而备受旅客青睐。我国在2004年就提出构建以铁路客运专线、城际轨道客运系统和提速铁路为基础的铁路快速客运系统。“十二五”时期，仍然是铁路建设加快推进的时期。“十二五”末全国铁路运营里程将由2010年的9.1万公里增加到12万公里左右。到2020年，加上其他新建铁路和既有线提速线路，我国铁路快速客运网将达到5万公里以上，连接所有省会城市和50万人口以上城市，覆盖全国90%以上人口。

　　日本新干线的开通运营，开启了世界铁路发展的新时代。法国高速铁路后来居上，将高速铁路的发展推上一个新台阶，同时带动了欧洲高速铁路的发展，意大利、德国、西班牙等国先后投入建设高速铁路的行列。但他们都有一个共同的特点，即随着建成日期越近，采用无碴轨道比例越高，桥隧比例越大，动车组性能越好，养护、维修管理机构和定员数越少。我国十年大提速的实践成果，已经验证了一个事实：铁路既有线提速已经达到世界先进水平，铁路运输能力得到了较快扩充，技术装备水平得到了快速提高，无砟轨道的应用比例也越来越大。

　　随着铁路速度的提高，其对线路安全性和舒适性的要求也越来越高，使用的橡胶减震件产品及其应用也随之增加，所用橡胶种类也越来越多，常用的品种包括NR、CR、BR、SBR、EPDM、PU等。对于微孔橡胶发泡垫板，国内外均已有大量的研究成果。从国外的运营实践来看，弹性支承块作为轨道中等减振措施是卓有成效的，为世界各国所广泛采用；从国内的情况来看，广州一号线和上海地铁均采用过轨道减振器扣件，运营后期减振性能下降，使用寿命较短，弹性支承块式整体道床在工程中应用不多。而橡胶发泡材料由于具有多孔结构的特点，可以产生较大的压缩形变，并在形变周期内吸收大量的能量，具有优良的阻尼特性，可用作减震缓冲材料，而且发泡材料能够节省原材料、节约成本。目前，国内外已经有采用发泡工艺开发的减振产品，如经发泡加工而成的EPDM微孔橡胶垫板，它是封闭的蜂窝状结构物。普通胶垫的垂直变形是通过侧向变形来实现弹性变形，而微孔胶垫在压缩的过程中主要通过蜂窝状结构的变形来实现弹性变形，使橡胶不易疲劳。EPDM的耐老化性、耐臭氧性、耐热性甚佳，可根据要求改变刚度，不仅适用于无碴轨道（长枕埋入式、弹性支承块式和板式轨道），而且适用于有碴轨道道碴垫。

　　据调查，韩国高速铁路主要采用天然橡胶发泡垫板，日本主要采用丁苯橡胶发泡垫板，我国大陆主要采用聚氨酯发泡垫板，其中聚氨酯垫板生产速度快、效率高，而EPDM耐候性高、性能变化小、使用寿命长，在长时间的使用过程中性能最稳定，其在北美和欧洲市场占有近一半的市场份额，具有非常大的应用潜力。

　　EPDM微孔弹性垫板技术一直被国外垄断，株洲时代新材料科技股份有限公司历经两年时间主要以某型号轨下垫板为基础，充分研究了发泡体系、硫化体系、补强填充体系、功能性材料、胶料的预成型工艺及硫化工艺等几方面对发泡橡胶的发泡效果及其稳定性的影响规律，探索硫化体系和硫化工艺对微孔发泡垫板静刚度、动静刚度比及疲劳性能的影响规律。从而获得具有优异的拉伸性能、扯断伸长率、老化性能、压缩永久变形及适合的静刚度和动静刚度比的发泡橡胶材料，并满足了性能条件，成功打破垄断。

　　随着高速铁路的发展，微孔发泡垫板的应用将越来越广泛。同时，随着重载线路货运量的提高，既有线路必须经过改造，以承受货车的轴重和增加的货运量，微孔橡胶发泡垫板又将迎来一片广阔的天地。

 

绿色机动化有助于节能减排

　　中国汽车技术研究中心的一项调研显示，绿色轮胎、轻量化材料、空气动力学技术和新能源汽车这4项创新技术能达到良好的节能减排效果，但绿色轮胎和轻量化材料在可操作性方面更具优势。

　　绿色轮胎有较低的滚动阻力，能够在确保安全性的同时节省４％～６％的燃油。这对想要提高燃油效率以及节约成本的消费者而言是一个极具吸引力的选择。绿色轮胎对于出租车和公交系统的运营商也极具吸引力。

　　绿色机动化研究发现，轻量化材料节能减排效果显著。若上海50%的车辆减重10%，到2020年可节约燃油约15.9万吨，减排二氧化碳52.4万吨，节省的燃油可供14.3万辆私家车行驶1年。

　　专家表示，汽车工业正越来越多地采用塑料和塑料－金属混合技术，它们被广泛应用于引擎罩下以及功能性零部件，如扣紧件、导向装置、接触面、发动机轴承、车门结构、车辆前端和座位横梁等。高科技塑料拥有众多优势，包括较低的加工成本以及出色的机械强度与稳定性。同时，它们可以带来全新的结构与设计可能。