趙廷午， 張文新， 王學明， 賈林才

(山西省化工研究所(有限公司)，山西 太原 030021)

引 言

目前，擁有地鐵、有軌電車、輕軌等公共軌道交通是一座現(xiàn)代城市的標志。城市軌道交通的軌道有有砟軌道、無砟軌道、自動導軌、磁浮導軌和直線電機輪軌道等[1-2]。

目前，無砟軌道的類型有[3-7]英國的PACT整體道床軌道、日本的板式軌道、德國的Rheda型無砟軌道及Sonneville公司的彈性支承塊軌道結構(LVT)和荷蘭Edilon公司的ERS軌道等。

無砟軌道的特點為線路穩(wěn)定、平順，有利于鋪設無縫線路和高速行車；維修工作量少；堅固耐久、整潔美觀，使用壽命長；在隧道、地鐵中可減少開挖面積等。缺點是造價相對較高。

借鑒歐洲先進技術，結合國內(nèi)城軌交通運行情況，成都新筑機械股份有限公司聯(lián)合西南交通大學、北京城建院開發(fā)了ERS嵌入式彈性連續(xù)支撐軌道系統(tǒng)(簡稱嵌入式軌道系統(tǒng))[8-10]。該系統(tǒng)是將鋼軌嵌入到預制混凝土整體道床中，采用彈性墊板連續(xù)支撐、聚氨酯阻尼材料鎖固鋼軌的一種無扣件新型軌道系統(tǒng)。該軌道系統(tǒng)主要由預制軌道板、槽型軌、彈性墊板、高分子澆注料[11]、調軌組件等部件組成。該軌道系統(tǒng)已經(jīng)過TUV認證，中鐵檢驗認證中心CRCC認證，已處于試運營階段。

1 嵌入式軌道系統(tǒng)用聚氨酯彈性體的性能指標

從實際的運行情況考慮并參照國外材料的性能指標[12-13]，室溫固化雙組分聚氨酯彈性體的性能必須滿足表1規(guī)定的要求。

表1 嵌入式軌道系統(tǒng)用聚氨酯彈性體性能指標

2 嵌入式軌道系統(tǒng)用聚氨酯彈性體的試制

依據(jù)表1性能的要求，設計了以聚環(huán)氧丙烷醚多元醇和MDI-50反應的預聚物為甲組分，聚環(huán)氧丙烷醚多元醇、二胺擴鏈劑、增塑劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、催化劑、填料等為乙組分的配方體系。該配方體系見表2。

表2 嵌入式軌道系統(tǒng)用聚氨酯彈性體配方

甲、乙組分合成工藝如下：

甲組分：

將官能度2～3、數(shù)均相對分子質量1 000～2 000范圍內(nèi)的聚環(huán)氧丙烷醚多元醇在100 ℃～120 ℃高真空下脫水至水分小于0.05%。然后，降溫至35 ℃～45 ℃，攪拌下加入MDI-50。待自然溫升結束，逐步將該反應體系升溫至80 ℃～85 ℃，繼續(xù)反應2 h～3 h。取樣分析—NCO基含量接近設計值時，脫泡降溫分裝待用。

乙組分：

將聚環(huán)氧丙烷醚多元醇、二胺擴鏈劑、增塑劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、催化劑、填料等于100 ℃～120 ℃反應釜中攪拌均勻并脫水至水分含量小于0.05%，降溫至50 ℃左右經(jīng)膠體磨研磨后分裝待用。

依據(jù)上述配方及工藝，合成的嵌入式軌道系統(tǒng)用聚氨酯彈性體的性能指標如表3。

從表3結果可以看出，試制的嵌入式軌道系統(tǒng)用聚氨酯彈性體無論從力學性能還是工藝性能看均可以達到嵌入式軌道對聚氨酯彈性體的要求?，F(xiàn)已批量提供用于商業(yè)運營線路的建設。嵌入式軌道的示意圖和建設的運營線路外景圖見圖1和第6頁圖2。

表3 試制的嵌入式軌道系統(tǒng)用聚氨酯彈性體的力學性能及工藝性

圖1 嵌入式軌道的結構示意圖

3 結論

1) 試制的雙組分室溫固化聚氨酯彈性體的力學性能和工藝性能皆可滿足嵌入式軌道用阻尼材料的要求；

2) 該材料也可用于其他應用領域，如，藝術地坪模板等的加工和制造。

圖2 嵌入式運營軌道系統(tǒng)外景