朱豆

摘要：鐵路的快速發(fā)展有助于我國(guó)經(jīng)濟(jì)效益的提高，于是提高鐵路建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量是必要保障。在鐵路建設(shè)過程中凸型檔臺(tái)需要使用到密封膠進(jìn)行粘接加固和密封，所以密封膠的綜合性能非常重要。當(dāng)前聚氨酯密封膠使用較為頻繁，然而其耐候性較差，并且容易產(chǎn)生氣泡等缺陷，于是對(duì)其進(jìn)行了改性研究。文章研究了一種改性聚氨酯密封膠，通過實(shí)驗(yàn)研究，該密封膠的綜合性能有所提高，能夠滿足鐵路嵌縫中的性能要求。

關(guān)鍵詞：改性聚氨酯密封膠;鐵路;嵌縫

中圖分類號(hào)：TQ433.4+32

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2020）06-0016-04

1964年第一條高速鐵路建成之后取得了非常大的效益，于是讓人們認(rèn)識(shí)到其重要性。改革開放之后，我國(guó)大力發(fā)展鐵路建設(shè)，直至今日，我國(guó)鐵路建設(shè)成為了讓世界矚目的項(xiàng)目。傳統(tǒng)的鐵路結(jié)構(gòu)不斷被優(yōu)化，如今的高速鐵路無咋軌道具有非常大的優(yōu)勢(shì)，其整體強(qiáng)度較高，使用時(shí)間長(zhǎng)，受到各種撞擊力后的變形較小，能夠獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益等，這些優(yōu)勢(shì)使得其發(fā)展變得快速[1-2]。圖1即為無咋軌道的組成結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出在軌道板之間需要嵌入一個(gè)凸型檔臺(tái)，其中就需要使用到密封膠將其進(jìn)行固定密封處理。當(dāng)前聚氨酯密封膠以其優(yōu)異性能在鐵路中廣泛使用，圖2即為使用聚氨酯密封膠的填充狀態(tài)。

隨著鐵路的不斷發(fā)展，對(duì)其各方面的要求也在不斷提升，聚氨酯密封膠在鐵路嵌縫中長(zhǎng)期的應(yīng)用就會(huì)暴露出一些問題，比如聚氨酯密封膠容易產(chǎn)生氣泡，雖然在制作過程中能夠盡量避免發(fā)生，但是對(duì)于制作的效率就會(huì)降低，而且還需要更加專業(yè)的人去完成制作過程，這將會(huì)提高制作難度，如稍有不注意產(chǎn)生氣泡，就會(huì)降低密封膠的性能;另外該類型密封膠的耐候性較差[3-4]。還有另一種較為常用的硅酮密封膠，雖然其耐候性能較好，但是在應(yīng)用過程中其耐水性能較差，而且其涂覆性能也不好等一，。如果能夠?qū)煞N密封膠較好的性能綜合起來，那么即可制作出更加優(yōu)異的密封膠。于是本文研究了一種改性聚氨酯密封膠用于鐵路嵌縫中，其密封膠的綜合性能更加優(yōu)異，具有更好的應(yīng)用效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

制作改性聚氨酯密封膠需要的材料比較多，其中主要的幾種材料包含：硅烷改性聚氨酯頂聚物（簡(jiǎn)稱為STP），助粘劑，增塑劑，除水劑，抗氧化劑，抗紫外吸收劑，填料，輕質(zhì)碳酸鈣，催化劑，抗氧化劑等。制作過程中主要使用的儀器為雙行星攪拌機(jī)。

1.2 制作過程

將制作密封膠的材料準(zhǔn)備齊全之后，其制作過程比較簡(jiǎn)單，就是將各種材料按照一定的比例進(jìn)行配置，表1即為各種材料的基礎(chǔ)配比。需要注意的為制作密封膠需要將填料進(jìn)行除水處理，然后將其放人攪拌機(jī)中，進(jìn)行真空攪拌，將其攪拌均勻之后放人催化劑，再同樣使用真空攪拌30min即可。

1.3 性能測(cè)試

性能測(cè)試具體參數(shù)見表2。

2 結(jié)論與討論

2.1 密封膠性能受填料的影響分析

在密封膠中加入填料有兩種作用，一可以降低密封膠的生產(chǎn)成本，再就是可以提高其綜合性能。因?yàn)橹谱髅芊饽z的其他材料比較貴，填料比較便宜，加入填料之后就可以減少其他材料的加入;再就是硅烷改性聚氨酯樹脂沒有很好的強(qiáng)度，加入加入填料可以增加其性能。然而當(dāng)填料量使用過多時(shí)，也會(huì)不利于密封膠的性能，即制作硅烷改性聚氨酯密封膠時(shí)需要有合理的填料用量。于是本實(shí)驗(yàn)將對(duì)其用量進(jìn)行研究，選擇的填料為納米碳酸鈣，表3即為不同用量的填料對(duì)密封膠3種性能的影響結(jié)果。

在密封膠中加入填料能夠提高其強(qiáng)度的原理在于兩者混合后會(huì)發(fā)生物理的糾纏、吸附作用，還有化學(xué)的吸附作用等[6]。從表3中可以看出，當(dāng)填料的用量不斷增多時(shí)，拉伸強(qiáng)度和拉伸模量都會(huì)隨之提高，而斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)凸?fàn)?，即其?qiáng)度呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。出先這種變化的原因在于：當(dāng)填料用量使用過多時(shí)，物質(zhì)之間就會(huì)形成更加緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)其受力之后就不容易發(fā)生形變，于是其斷裂伸長(zhǎng)率就會(huì)降低。

實(shí)驗(yàn)選擇納米碳酸鈣作為填料是因?yàn)槠淞胶苄。绕渌话愕奶盍细茉黾用芊饽z的性能，能夠提升其斷裂伸長(zhǎng)率，然而也會(huì)增加其拉伸模量。于是本文將選擇一種復(fù)合碳酸鈣用做填料，該復(fù)合填料為輕質(zhì)碳酸鈣和納米碳酸鈣，兩種材料的總量為250份，兩者比例不同對(duì)密封膠性能的影響如表4所示。

王躍林等人通過實(shí)驗(yàn)研究證明了如果填料的粒徑越小，更有利于提高密封膠的性能[7]。從表3中可以看出來，如果單獨(dú)使用納米碳酸鈣，其質(zhì)量份為250時(shí)，拉伸強(qiáng)度為1.94MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為898%，拉伸模量為0.47MPa，再將表4與表3相比較可以看出，當(dāng)復(fù)合填料的配比為150比100時(shí)，雖然其拉伸強(qiáng)度有所降低，但是其斷裂伸長(zhǎng)率升高并且其拉伸模量降低，而且單獨(dú)使用納米碳酸鈣的成本將會(huì)更貴，使用復(fù)合填料能夠降低密封膠成本，在滿足鐵路嵌縫性能要求的前提上降低密封膠的成本將會(huì)更有利于其應(yīng)用。所以相比于納米碳酸鈣，使用復(fù)合填料更有利于密封膠的性能和發(fā)展。

2.2 密封膠性能受增塑劑的影響分析

增塑劑的主要作用就是有助于施工過程，因?yàn)槠淠軌蚪档湍z體黏度;并且在密封膠中加入不同量的增塑劑會(huì)影響其性能，而且不同種類的增塑劑也會(huì)影響密封膠性能[8]。所以為了保證改性聚氨酯密封膠的性能，需要對(duì)增塑劑用量進(jìn)行分析，并且選擇合適的增塑劑類型。本文選擇的鄰苯二甲酸二異壬酯，因?yàn)檫@種增塑劑的性能較好，然后研究其用量對(duì)密封膠的影響。表5即為增塑劑用量不同對(duì)密封膠4種性能的影響結(jié)果。

頂聚體樹脂的稠度較大，不僅不利于施工，還會(huì)其性能也達(dá)不到要求，加入增塑劑后能夠?qū)⒎磻?yīng)集團(tuán)進(jìn)行稀釋，還能將物質(zhì)之間進(jìn)行隔離，從而降低之間的作用力，使得反應(yīng)速度降低。從表5中可以看出，當(dāng)增塑劑的加入量不斷增多時(shí)，密封膠的硬度會(huì)不斷降低，表干時(shí)間會(huì)隨之不斷變長(zhǎng)，拉伸強(qiáng)度會(huì)隨之不斷減弱，拉裂伸長(zhǎng)率會(huì)呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。用量不同時(shí)，密封膠的這些性能發(fā)生變化的原因是增塑劑的用量越多，物質(zhì)內(nèi)部的分子就會(huì)變得更加滑，硬度和拉伸強(qiáng)度就會(huì)變小，表干時(shí)間就會(huì)變長(zhǎng);另外，當(dāng)增塑劑的用量過多后，物質(zhì)內(nèi)的聚能密度就會(huì)大幅度降低，于是其斷裂伸長(zhǎng)率就會(huì)減少。