“火车一响,黄金万两”,铁路的建设直接带动了机车、轨道、车辆及其相关行业的发展。而当前金融危机环境下,各国更是加大铁路等基础设施的建设以拉动经济。 塑料或高分子复合材料也一直积极摸索在轨道交通领域的发展空间。随中国轨道交通行业的快速发展,高性能塑料在轨道交通领域的应用也陆续增加。许多铁路车辆制造商已开始借鉴国外经验利用高性能工程塑料替代金属,向小型化、轻质化方向发展。不过,高性能塑料在国内的使用仍有很大拓展空间,如车厢之间的缓冲器或车辆转向架上的许多部件就可采用热塑性工程塑料。
木材或混凝土是生产轨枕或枕木(用於支撑铁轨)的传统材料,随人们环保意识的增强及新技术的发展,高分子复合材料生产的枕木应运而生。事实上,在日本,塑料枕木的应用历史已超过25年,且已应用於新乾线高速列车的铁轨上。2008年,德国勒沃库森化学工业园为改进生产基地与德国铁路网之间的铁路连接,安装了一套道岔系统,使用136根名为“埃尔森新木材(EslonNeoLumberFFU)”的枕木,这些枕木采用了由拜耳材料科技日本苏米加拜耳聚氨脂有限公司提供的长纤维增强Baydur*60整皮泡沫聚氨酯体系。
据介绍,这种聚氨酯材料虽然外观上与木头相似,但却将所有天然产品与现代复合产品的优点集合於一身。不仅如此,还可使用木材加工中采用的相同工具对其进行锯、磨、钻、钉和粘结,甚至比木头更加耐用。这些道岔系统和枕木的使用寿命是传统铁轨结构的3倍以上。而且可按照实际的需要设计枕木的任意长度和生产横截面最长达9.60米的枕木。相比之下,若使用混凝土枕木,每种长度就需一个单独模具。
循环弯曲与长期负荷试验证明:聚氨酯枕木即使在投入使用15年後仍可保持远高於木材的弯曲强度。由於其出众的机械性能,该聚氨酯材料也非常适合於建造高速铁路。这已通过新乾线高速列车顺利运行20多年的成功经验得以证明。因质轻,这些枕木也适合於建造桥梁。由於“埃尔森新木材”采用闭孔结构,即使在大雨磅礡的环境下也只吸收极少水分,不会影响其良好的电绝缘特性。不仅如此,该材料对水解、油脂、油类以及除冰盐均有良好的耐受性。