高分子材料在轨道交通领域中的应用9月课件.pptx

1、Page 2第二部分 高分子材料在轨道交通领域中的应用概况主要内容第一部分 我国轨道交通发展概况第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展第四部分 总 结Page 3p 中国铁路迄今已有130多年的历史： 从其第一条营业性铁路-上海吴淞铁路(1876年)通车-136年 从其自办的第一条铁路-唐胥铁路(1881年)通车-131年p 除干线铁路外，我国现还有: 地铁、轻轨线路 磁悬浮线路 高铁、动车线路等第一部分 我国轨道交通发展概况上海吴淞铁路(1876)我国轨道交通发展历史Page 4 2001年12月18日，中国大陆第一条轻轨-长春轻轨一期工程试车成功。 1965年7月1日，中国第一条地

2、铁-北京地铁动工，1969年10月1日建成通车。1965.2.4-毛泽东“二四”批示 目前已批准建轨道交通的城市有36个，到2020年，我国轨道交通里程将达到6000公里，在轨道交通方面投资将达4万亿万亿。第一部分 我国轨道交通发展概况 上海地铁总长世界第一（424公里，伦敦415公里第二，纽约375公里第三 2011年8月统计数据）。地铁、轻轨Page 5世界上第一条投入商业运营的高速磁悬浮系统-上海磁悬浮列车，最高时速430公里，满载可乘坐959人。第一部分 我国轨道交通发展概况2013年，湖南省张家界磁悬浮列车作为我国第一个中低速磁悬浮交通项目投入使用，最大运行速度约每小时120公里，满

3、载可乘坐402人。上海磁悬浮列车张家界磁悬浮列车磁悬浮Page 6 我国是世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国家。第一部分 我国轨道交通发展概况高铁、动车Page 7 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。 “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。预计到2015年，全国铁路客运量将达到30亿人，货运量达到48亿吨，与2010年相比，分别增长78

4、.6%、32.2%。 从2010年起至2040年, 将全国主要省市区连接起来,形成国家网络大框架；从2040年起至2070年, 最迟到2100年前全部建成。实现东部加密、西部连通成网(即连通西部主要交通枢纽),连接全国主要交通节点城市和旅游景点,使西部地区主要城市可通达任何沿海省区。第一部分 我国轨道交通发展概况我国轨道交通发展规划天然橡胶（NR）、顺丁橡胶（BR）丁苯橡胶（SBR）、三元乙丙橡胶（EPDM）氯丁橡胶（CR）、丁腈橡胶（NBR）聚氨酯橡胶（PU）、氟橡胶（FKM）聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）、聚甲醛（POM）聚碳酸酯（PC）聚酰胺（PA）、

5、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）丙烯纤维（丙纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）聚酯纤维（涤纶）、尼龙纤维（锦纶）第二部分 高分子材料在轨道交通领域中的应用概况1. 橡胶类按材质分类分为 3 大类2. 塑料类3. 纤维类第二部分 高分子材料在轨道交通领域中的应用概况按产品功能分为 6 大类1. 减振类2. 密封类3. 胶管类4. 摩擦类5. 绝缘类转向架橡胶减振器客车橡胶止挡电力机车减振垫底座锥形减振器6. 内装类空气弹簧系统球铰产品按产品功能分为 6 大类1. 减振类2. 密封类3. 胶管类4. 摩擦类5. 绝缘类6. 内装类内燃机车油气分离器胶管制动机橡胶膜板制动器防尘套

6、制动阀座垫第二部分 高分子材料在轨道交通领域中的应用概况按产品功能分为 6 大类1. 减振类2. 密封类3. 胶管类4. 摩擦类5. 绝缘类6. 内装类第二部分 高分子材料在轨道交通领域中的应用概况内燃机车耐高温硅胶管内燃机车耐油胶管、制动软管按产品功能分为 6 大类1. 减振类2. 密封类3. 胶管类4. 摩擦类5. 绝缘类6. 内装类斜楔磨耗板缓冲器侧面磨耗板第二部分 高分子材料在轨道交通领域中的应用概况按产品功能分为 6 大类1. 减振类2. 密封类3. 胶管类4. 摩擦类5. 绝缘类6. 内装类耐高压绝缘线圈环氧树脂浸渍处理后的电机聚酰亚胺黄金膜第二部分 高分子材料在轨道交通领域中的应

7、用概况按产品功能分为 6 大类1. 减振类2. 密封类3. 胶管类4. 摩擦类5. 绝缘类6. 内装类芳纶纸蜂窝板动车组用复合板阻尼隔音片材玻璃钢窗板酚醛树脂发泡顶板玻纤增强发泡风道第二部分 高分子材料在轨道交通领域中的应用概况Page 15第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列高反式异戊橡胶（1）研究背景球铰产品空气弹簧产品低生热、高回弹、耐疲劳橡胶材料是保证轨道交通弹性元件稳定性的一个必要因素同时也是高性能橡胶材料发展的一个重要方向。Page 16第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列高反式异戊橡胶（2）设计思路天然橡胶(NR)982异戊

8、橡胶(IR)(锂) 92(齐) 97263高反式异戊橡胶(TPI)97TPI 兼具橡塑双重特性：反式链节等同周期短，常温下以折叠链形式存在，当温度低于60即结晶，是一种具有高硬度和高拉伸强度的结晶聚合物；当温度高于60时结晶便软化，能够通过硫化交联成为柔软的弹性体。因此，TPI可作为一种理想的高回弹橡胶改性剂。Page 17第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列高反式异戊橡胶（3）技术亮点NR/TPI并用并用CR/TPI并用并用将TPI加入到天然橡胶（NR）、氯丁橡胶（CR）中，均大大提高了橡胶体系的疲劳性能Page 18第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展

9、1. 改性橡胶系列高反式异戊橡胶（4）产品应用检测项目检验结果未加入TPI加入TPI径向刚度(径向加载30kN，计算(0-26)kN之间的刚度)23.9kN/mm23.3kN/mm疲劳试验(径向加载15kN，频率3.2Hz，疲劳试验250万次)160万次时样品现裂纹（尺寸35mm5mm）250万次疲劳试验后样品完好疲劳后径向刚度变化率21.1%3.2%NR/TPINR/TPI共混料所制球铰疲劳性能共混料所制球铰疲劳性能空气弹簧技术要求项点EN13597指标TMT 配方EN检测标准低温（TR10）-35 -40ISO2912臭氧（50pphm,0-20%,40 ,168h）160小时无龟裂180

10、小时无龟裂ISO1431-2耐油（IRM902，70 ，72h）质量变化170g/m2+168g/m2ISO1817耐洗涤剂(5%草酸，50 ，72h)硬度变化不超过 5度-5度ISO1817耐磨（相对体积磨耗）200mm3106mm3ISO4649层间粘合强度6N/mm810N/mmISO36采用TPI配方制备的球铰及空气弹簧产品均显示出非常优异的机械性能，满足全部技术要求Page 19第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列高反式异戊橡胶（5）技术水平空气弹簧产品已完成国家相关标准制定，并成功进军海外市场（英国、德国、意大利、印度、马拉西亚） Page 20第三部分

11、 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列小分子杂化卤化丁基橡胶（1）研究背景橡胶材料阻尼特性一直以来是一项重要的研究课题，同时高阻尼橡胶也是目前发展高性能减震降噪材料的重点发展方向 减振降噪阻尼减振降噪阻尼橡胶橡胶材料在轨道车辆的应用材料在轨道车辆的应用Page 21 异丁烯结构单元有对称甲基且结构单元比例超过97%，因而丁基橡胶内耗峰既高且宽，可作为一种理想选材； 由于小分子和极性高聚物之间会形成可逆的氢键，氢键在振动下会不断断裂和形成新键，从而将机械能转化为热能而耗散，因而对丁基橡胶进行小分子杂化卤化是提高其阻尼性的有效途径； 利用多层杂化材料叠加来有效的拓宽材料的有效阻尼

12、温域, 通过控制复合材料的层状结构和数量将可获得更高阻尼值。第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列小分子杂化卤化丁基橡胶（2）设计思路Page 22Wu C F et al. J.Polym.Sci.B:Polym.Phys. 2000, 38(10)第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列小分子杂化卤化丁基橡胶（3）技术亮点-80-60-40-2002040 Tan deltaTemperature(oC) Blen

13、d 4 layers 32 layers 64 layers叠加层数对CIIR/PVAc交替多层阻尼性能的影响 将不同的阻尼材料交替层状排列。在震动场中，层界面产生摩擦和滑移，各层产生剪切形变；使分子链间摩擦损耗增加，进而更有效的将外部震动能转化为热能或其他形式的能量耗散掉，表现出优异的阻尼性能。Page 23 第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展1. 改性橡胶系列小分子杂化卤化丁基橡胶（4）产品应用 目前，微纳层状结构阻尼材料已应用电机的减震降噪，效果良好金风电机阻尼材料的应用南阳箱式电机阻尼材料的应用Page 24缓

14、冲器种类优点缺点代表型号摩擦式钢弹簧性能可靠，适应范围较广重量较大、容量偏低、初始冲击力太大Mark 50 、MT-2、MT-3液压缓冲器容量较大(100kJ)、高低温刚度特性曲线较好液压阻尼系统结构复杂、密封可靠性要求高 、价格昂贵LPD型橡胶缓冲器吸收性能好 、结构较简单，制造方便，检修容易容量偏低、耐环境性差SL-76、MX-1弹性胶泥缓冲器低阻抗、耐高速冲击、能量吸收率高和容量大结构复杂、制造精度高，价格昂贵HM-1组合式缓冲器组合两种缓冲器优点，性能得到优化结构复杂、制造、检修难度大、价格高Mark H60 、Mark500常见缓冲器的优缺点比较第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料

15、研究进展2. 聚醚酯热塑性弹性体（1）研究背景结构简单、大容量的弹性缓冲元件是今后的发展方向之一Page 25热塑性聚醚酯弹性体（TPEE）第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展2. 聚醚酯热塑性弹性体（2）设计思路分子结构特点性能特点1聚酯作为硬段较高机械强度和耐高温性能2聚醚做为软段较高回弹性能和耐低温性能3嵌段共聚高强和高弹完美结合并且可回收利用4嵌段软硬段比例可调硬度、性能、可调可控热塑性弹性体（第三代橡胶），一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的材料，热塑性弹性体在室温下显示橡胶弹性，在高温下又能塑化成。 针对TPEE的大分子结构特点，通过对材料配方和结构设计的优化，将可以同时实现缓

16、冲器的大容量和结构简单化Page 26第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展材料配方选用常规TPEE基体树脂加入成核剂、第三反应单体进行微交联，提供高强高弹性能结构设计成型工艺独特“U”结构设计，实现了材料、结构共同承担载荷和回弹性能完美效果挤出成型解决厚壁制品加工过程缺陷，实现了加工过程中工艺可控和质量可控把材料高强高弹性能和结构承载完美地结合在一起，制备出理想的缓冲弹性元件（3）技术亮点2. 聚醚酯热塑性弹性体Page 27第三部分（4）产品应用 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展2. 聚醚酯热塑性弹性体时代新材TPEE车钩缓冲期具有较高的载荷和容量，各项产品性能均满足使用要求P

17、age 28第三部分（5）技术实力 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展2. 聚醚酯热塑性弹性体TPEE车钩缓冲垫先前只有德国Durel公司和美国Miner公司掌握此项技术。目前，时代新材历经2年研发成功，成为第3家能生产该类型产品的公司。经各方面性能比较得出，时代新材TPEE车购缓冲器产品的载荷和回弹性均优于国外样品。TMT TPEE车钩缓冲垫产品性能Page 29第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展u 铁路牵引系统电子电气元件采用表面贴装技术组装，对元件和线路板材料耐回流性和尺寸稳定性提出更高要求；u 为减少环境污染，用不含铅焊锡。新型的焊锡为锡-铜-银焊锡，熔点为215，熔点提

18、高了30。（1）研究背景3. 耐高温尼龙Page 30第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（2）设计思路在聚酰胺大分子主链中引入刚性苯环结构，将有助于尼龙耐高温性能的显著提升。3. 耐高温尼龙Page 31第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（3）技术亮点解决了3个制备难点问题1、预聚合时的下出料问题2、高温下聚合容易氧化3、低温聚合容易固化 低温下可以顺利出料，得到预聚物 反应条件温和 所得产品不容易氧化经过2年的探索和聚合工艺优化3. 耐高温尼龙Page 32性能时代新材耐高温尼龙普通尼龙66熔点 /C290260玻璃化转变温度/C13260起始分解温度/C458407

19、拉伸强度/MPa96.3473.64伸长率/%9.0021.47弯曲强度/MPa96.8565.4弯曲模量/MPa29001932冲击强度/kJ.m-27.44.7热变形温度/C ,1.8MPa9573第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（3）技术亮点时代新材耐高温尼龙各项指标均明显优于普通尼龙3. 耐高温尼龙Page 33第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展4. 芳纶对绝缘材料的要求期望提升的性能1无卤阻燃有利于提升材料的环保性2耐高温有利于提升材料的使用热稳定性3具备良好的电气绝缘性能有利于提升材料的使用安全性4具备良好的机械性能有利于提升材料的使用强度5与变压器油具有

20、良好的相容性有利于提升变压器运行环境及其使用寿命（1）研究背景目前，轨道交通正朝着高速、安全、舒适的方向快速发展，这也对新一代高速列车变压器用绝缘材料提出了如下更高的要求:植物纤维材料T4纸板耐温等级低需外加阻燃剂缺点：兼具无溶剂、无卤阻燃、高强特性的变压器用绝缘材料必将是今后的发展方向Page 34第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展4. 芳纶（2）设计思路无卤阻燃芳纶材料具有良好的阻燃性能，无需添加阻燃助剂，环保性好耐温等级高相容性芳纶材料的热分解温度在370以上，在220可长期使用，尺寸稳定性高成型制备过程无需使用其它体系胶黏剂芳纶厚板采用高性能芳纶纤维及合适的成型工艺，制备出

21、高绝缘等级的绝缘材料芳纶1313全球主要供应商为：美国杜邦、烟台烟台泰和泰和、日本帝人Page 35通过对树脂体系选型和制备工艺的不断优化，最终制备出理想的变压器用绝缘材料，具备4个特点：解决了3个制备难点问题1、如何制备出满足绝缘性能需求的芳纶树脂？2、如何制备出最优的芳纶基材？3、寻找合适的成型方法？第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展4. 芳纶（3）技术亮点 耐高温，绝缘等级高（C级以上）； 自身具有良好的阻燃性（V-0级）； 绝缘性能好，介电强度高； 与变压器油具有良好的相容性。Page 36第三部分时代新材芳纶材料制备的芳纶厚板具有高耐热性、良好的绝缘性能及高温稳定性。4.

22、 芳纶（4）产品应用 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展序号检验项目性能指标1拉伸强度，MPa87.82层间脱落强度，N/10mm1.573耐折强度试样弯折200次未断裂4耐弯曲性（弯曲试验）纵向2mm弯曲性通过横向5压缩率，%126热分解温度，3707吸水度，mm/10min纵向14.0横向16.58绝缘破坏强度S,Kv/mm25.69介电常数，%真空2.91非真空2.8910热稳定性（加热劣化率），%-2.1Page 37对比项目芳纶厚板（1.6mm）T4纸板（1.6mm）对比结论耐温等级C级以上A级耐温等级高阻燃性本体阻燃本体不阻燃阻燃性好绝缘破坏强度20kV/mm12kV/mm绝缘性

23、好灰分0.5%3%杂质含量低压缩性12%10%吸油性15.7 %11%拉伸强度87.8MPa75MPa第三部分时代新材芳纶厚板，在和常规纸板的对比中，其耐温等级、阻燃性、绝缘破坏强度性能等方面显示出较大优势：（4）产品应用 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展4. 芳纶Page 38第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展5 .改性超高分子量聚乙烯对支座滑移材料的要求期望达到的效果1 低摩擦系数减少滑移发热2更低的线磨耗率延长支座使用寿命3更高的承载能力提高支座设计自由度，增加安全系数4单位密度低有利于降低支座制造成本（1）研究背景随着国家第六次铁路大提速以及高速铁路的迅猛发展，高速铁路

24、必须使用桥梁支座，因此，对高速铁路桥梁支座滑移材料提出了更高的要求，主要包括以下4个方面: 2007年，时代新材联合ALGA公司设计开发CKPZ盆式橡胶支座，引进改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）用于客运专线桥梁支座滑移材料，价格昂贵、供货周期长，严重制约中国高速铁路发展，自主研发势在必行。盆式橡胶支座结构图盆式橡胶支座结构图 Page 39第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（2）设计思路质轻选用UHMWPE材料，密度低、强度以及模量相对较高，良好的自润滑性能低磨高承载制备复合耐磨剂，改变摩擦机理，降低材料摩擦系数与线磨耗率，提高使用寿命通过添加导热剂、交联剂等助剂，减小材料蠕变

25、，提高材料承载能力桥梁支座滑移材料通过对UHMWPE材料配方体系与成型工艺研究，制备满足高速铁路桥梁支座用低磨、高承载、长累积位移的理想滑移材料。5 .改性超高分子量聚乙烯Page 40通过对材料体系选型和制备工艺的不断优化，最终制备出理想的桥梁支座滑移材料，具备5个特点：解决了3个制备难点问题1、研究合适的复合耐磨剂体系2、材料综合性能与承载能力的平衡点3、如何消除产品的内应力？第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（3）技术亮点 较低的密度（约 0.935g/cm3 ），相较于PTFE（约2.16g/cm3）减重优势明显； 材料力学性能明显优于PTFE材料； 摩擦性能优于PTFE材

26、料数十倍，使用寿命大幅提高； 更高的承载能力，大幅提高设计自由度； 产品一次成型，减少产品内应力，避免二次成型后严重翘曲变形。5 .改性超高分子量聚乙烯Page 41项目技术要求检测结果是否达标密度，g/cm30.930.980.937是拉伸强度，MPa306mm是断裂伸长率，%250%无变形是拉伸弹性模量，MPa6801020708是球压痕硬度，MPa26.439.6无变形是摩擦系数0.00830是线磨耗率，/km5不燃是第三部分时代新材研发的改性UHMWPE材料用于高速铁路桥梁支座耐磨滑块，各项性能明显高于产品相关标准，承载能力相当或优于进口样品，明显优于传统的PTFE滑块。（4）产品应用

27、 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展0481216202481216202428323640 超高耐磨板 90MPa24h 超高耐磨板 190MPa24h PTFE耐磨板 90MPa24h PTFE耐磨板 190MPa24h蠕变率 /%蠕变时间 /h04812162024101520253035 超高耐磨板 90MPa24h 超高耐磨板 190MPa24h 意大利耐磨板 90MPa24h 意大利耐磨板 190MPa24h蠕变率 /%蠕变时间 /h5 .改性超高分子量聚乙烯Page 42对比项目测试标准时代新材滑块进口滑块PTFE滑块密度，g/cm3GB/T 10330.9370.9402.1

28、56拉伸强度，MPaGB/T 104040.837.443.5断裂伸长率，%GB/T 1040326290350拉伸弹性模量，MPaGB/T 1040708820450压缩强度，MPaGB/T 104134.532.629.7弯曲强度，MPaGB/T 9341181513.3弯曲模量，MPaGB/T 9341762685395冲击强度，-60，MPaASTM D4020NBNB17.3球压痕硬度，MPaGB/T 339836.433.626.1摩擦系数TB/T 23310.0030.0030.007线磨耗率，/kmTB/T 23310.02（50km）1（50km）14.64（1km）第三部分

29、时代新材自主研发的改性UHMWPE耐磨滑块，力学性能相当或优于进口产品，线磨耗率明显优于传统的PTFE滑块。（4）产品应用 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展5 .改性超高分子量聚乙烯Page 43第三部分时代新材生产的改性UHMWPE桥梁滑块已广泛应用于武广、京沪、夏深等客运专线以及其他高速铁路，打破了国外技术垄断，在国内率先通过50km长期磨耗测试，大幅降低了支座成本。材料研制与“一步法”成型技术及设备通过由毛炳权院士牵头组织的省部级科技成果鉴定。（5）技术实力 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展丰富的产品种类产品尺寸规格：1700*1700mm 1400*2000mm厚度以及小于上述

30、规格产品可定制生产。先进的生产设备拥有进口生产线2条以及配套设备20余台，可年产桥梁支座滑块400吨以上。领先的检测技术52MN桥梁支座台架试验机（国际先进）28通道加载组合疲劳试验系统5 .改性超高分子量聚乙烯Page 44第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展6. 阻燃增强泡沫对内饰材料的要求期望提升的性能1轻质高强 有利于降低整车负荷，实现更快车速2阻燃、低烟低毒有利于乘客安全性的提高3具备良好的吸隔声性能有利于乘客舒适性的改善4可进行弧度造型并减少连接件的使用有利于车内美观性的提升5具有一定的保温性 提高空调使用效率，更加节能6可回收利用 有利于整体环境保护（1）研究背景目前，

31、轨道交通正朝着高速、安全、舒适的方向快速发展，因此新一代列车内饰件产品对其材料也提出越来越高的要求主要包括以下6个方面:Page 45第三部分 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展6. 阻燃增强泡沫（1）研究背景轨道交通常见内饰材料普通金属铝合金铝蜂窝芳纶纸蜂窝不锈钢聚氯乙烯泡沫环氧玻璃钢不饱和聚酯玻璃钢酚醛玻璃钢聚氨酯泡沫玻璃钢蜂窝材料泡沫材料承载能力强比强度和比刚度大重量非常轻阻燃性能优良容易受剪剥离破坏安装不方便且芳纶价格昂贵粘接面大不易板芯剥离重量大重量仍然较大价格比较昂贵优点缺点难以达到理想的阻燃性能兼具阻燃、轻质、高强特性的轨道交通内饰材料必将是今后的发展方向Page 46第三部分

32、 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展6. 阻燃增强泡沫（2）设计思路阻燃选用苯环密度较高的高分子基体，增加燃烧时的成炭几率，实现良好的阻燃效果轻质高强采用闭孔发泡工艺，合成阻燃泡沫，同时赋予材料良好的隔热、隔声属性通过在体系中填充玻纤、填料等改性助剂，实现阻燃泡沫的高强度、高韧性阻燃增强泡沫把发泡工艺和纤维增强工艺完美地结合在一起，将能制备出理想的内饰材料Page 47通过对树脂体系选型和制备工艺的不断优化，最终制备出理想的阻燃增强泡沫材料，具备5个特点：解决了3个制备难点问题1、如何实现玻璃纤维的均匀分散？2、如何实现发泡和固化过程协同进行？3、如何消除发泡体固化过程中的内应力？第三部分

33、轨道交通领域用新型高分子材料研究进展6. 阻燃增强泡沫（3）技术亮点 稳定的泡孔尺寸，实现密度的大幅下降（最低可降至0.1g/cm3），减重优势明显； 均匀的纤维分布 ， 使外力均匀分散，实现高比强度和比模量； 均一的闭孔结构 ， 保证了良好的保温性能和隔声性能； 采用热固化工艺 ，实现良好的3D造型，保证构件的整体成型； 容易磨碎回收，可作为理想的无卤阻燃填料循环再利用。Page 48项目动车地板 技术要求检测结果是否达标表面载荷350kg/m2，无塑性变形无变形是表面挠度9mm，350kg/m26mm是点载荷1500N/25mm，无塑性变形无变形是钢球冲击塑性变形塑性变形0.7mm；表面覆

34、革，10mm钢球，0.513kg，1000mm高度，10次试验取平均值0.3mm是高跟鞋载荷无塑性变形；表面覆革，80kg，29.04mm2（约6.5mmx4.5mm）无变形是氧指数28%30是45角难燃附录A-极其难燃，TB/T3138-2006不燃是阻燃级别满足DIN5510-2 各项指标S4，SR2，ST2，FED(15min)=0.028是隔音量23.8dB28dB是甲醛释放量1.5mg/L，TB/T3139-20060.2是第三部分仅以内饰件中承载要求最高的地板为例，由时代新材阻燃增强泡沫制备的轻质动车地板满足了包括机械性能、隔声性能、防火性能在内的所有要求。6. 阻燃增强泡沫（4）

35、产品应用 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展Page 49对比项目时代新材轻质板铝蜂窝板胶合板对比结论重量7.5 kg/m28.6 kg/m219.5 kg/m2减重效果明显导热系数0.05 W/(mK) 0.15 W/(mK) 0.11 W/(mK)保温性能相对最优平均隔声量28 dB27 dB27 dB隔声效果相当安装速度快较慢快安装较方便燃烧性能不燃级不燃级难燃级最高防火等级吸水后长度增加量（24h23）0.20 %0.25%0.23%尺寸稳定吸水后质量增加量（24h23）0.14%0%9.57 %吸水率低；无胶合板易吸水腐烂缺点弯曲强度40.2 MPa8 MPa44 MPa中等弯曲模

36、量1.44 GPa0.2 GPa1.07 GPa刚度大第三部分时代新材轻质地板，在和常规轨道车辆地板的对比中，其减重、保温、安装速度、防潮性能等方面均显示出一定优势：（4）产品应用6. 阻燃增强泡沫 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展Page 50第三部分阻燃增强泡沫已成功应用于多种车型的内饰件制造，如风道、顶板、窗板、地板等。此前，该项技术一直为国外公司（瑞典ACT、ARTBOARD等）所垄断，时代新材为国内首家具备此类材料生产能力的企业。（5）技术实力6. 阻燃增强泡沫 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展Page 51第三部分7. 微孔发泡聚氨酯 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（

37、1）研究背景 现代铁路运营模式以高速、高密度和重载荷为基本模式。这种模式要求铁路提供良好的稳定性和合理的线路弹性，并具备少维修的特点。弹性钢轨扣件系统是解决现代铁路平稳运行的主流方法，而轨下弹性垫板是弹性钢轨扣件系统的重要部件之一。弹性（动、静刚度）：提供轨道结构中所必需的支承，缓冲和减振。阻尼特性（力学损耗）：在列车载荷反复作用下，可将动能转化为热能散失掉，起到减振、降低噪音的作用。力学强度：轨下胶垫正常工作所必须具有的特性。电绝缘性：提供必要的电绝缘性，确保轨道信号正常传输，并且保证钢轨与大地之间绝缘，不使轨道电路电流泄漏。耐摩擦性：提供适当的摩擦力，限制铁轨的纵向蠕动，防止铁轨扭曲。耐动

38、态疲劳性能和耐环境性（耐侯、耐油、耐水、耐酸碱、耐高低温性等），确保轨下胶垫具有一定的使用寿命。弹性垫层刚度波动要小，弹性要均匀，状态要保持持久，要便于结构的检查与维护。弹性垫板关键性能分析第三部分7. 微孔发泡聚氨酯 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（1）研究背景找到一种合适的材料满足全部要求将成为解决问题的关键耐磨性磨耗值/mg聚氨酯0.53.5NBR146PA49氯丁胶280聚氨酯普通橡胶拉伸强度/MPa50602030撕裂强度/N/mm52.570420耐低温性能/-60-40耐油性能/体积变化率-0.5-3.8（丁腈橡胶） 优异的耐磨性，为天然橡胶的2-10倍；吸振、抗辐射性能好

39、。 较高的强度和弹性，可在较宽的硬度范围内保持较高的弹性；一般无需增塑剂可达到所需的低硬度，因而无增塑剂迁移 带来的问题； 在相同硬度下，比其它弹性体承载能力高； 耐低温、耐臭氧性能优良； 耐油脂及耐化学品性优良；芳香族聚氨酯耐辐射；耐氧性和耐臭氧性能优良；综上所述，聚氨酯是轨下弹性垫板的一种理想选材聚氨酯材料的特点：第三部分7. 微孔发泡聚氨酯 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（2）设计思路交联度低交联度高 第三部分7. 微孔发泡聚氨酯 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（2）设计思路耐300万次疲劳试验是材料配方体系和成型工艺条件综合作用的结果！聚氨酯由长链段原料（软段）与短链段原料

40、（硬段）聚合而成，是一种嵌段聚合物。软段相区主要影响材料的弹性及低温性能，硬段对材料的力学性能，特别是拉伸强度、硬度和抗撕裂强度有重要影响，通过对软硬段的选取和设计可获得聚氨酯的独特柔韧性和宽范围的物性。分子链段设计p 催化剂：确保高分子链的增长速度与气泡生成速度相匹配；p 匀泡剂：确保气泡在液体中的均匀分散；p 过程控制：确保特殊的热历史，促进微交联与微相分离的平衡。成型工艺控制WJ-8型聚氨酯微孔弹性垫Page 55检测项目技术要求检测结果判定拉伸强度，MPa老化前2.045合格老化后1.855.5合格扯断伸长率，%老化前150300350合格老化后20350380合格300万次疲劳后变化

41、率%静刚度20914合格节点刚度251220合格厚度1045合格动/静刚度比1.351.171.27合格压缩永久变形，%10.033.6合格工作电阻，1081091010合格高铁聚氨酯微孔弹性垫板主要性能20304050600.000.050.100.150.200.25 Differential distributionPore size (m)泡孔结构及孔径分布第三部分7. 微孔发泡聚氨酯 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（3）产品应用时代新材是国内首家通过CRCC认证聚氨酯减震垫产品的企业，市场占有率排名第一Page 56序号检验项目技术指标型实测型实测判定序号1拉伸强度 MPa老化

42、前2.08.788.7合格热老化100296h老化后1.89.3210.72拉断伸长率%老化前150450273合格热老化100296h老化后1204503583压缩永久变形%1055.55.56合格70122h4工作电阻1088E1081010合格5耐油性体积膨胀率%(46#机油，72h后)105.20.4合格46#机油，72h6疲劳单片刚度变化%2522.4-6.7合格400万次（2060KN）7疲劳后节点刚度变化%2511.511.5合格第三部分7. 微孔发泡聚氨酯 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（3）产品应用地铁聚氨酯微孔弹性垫板主要性能Page 57疲劳试验疲劳后产品正面疲劳后

43、产品反面疲劳前后聚氨酯弹性垫产品尺寸（单位：mm）检验项型型疲劳前疲劳后变化率疲劳前疲劳后变化率长185.08185.760.5%331.96331.330.1%宽148.28148.970.4%180.94181.12-0.2%高12.2812.02-2.1%16.3616.390.5%地铁聚氨酯微孔弹性垫板主要性能时代新材地铁聚氨酯减震垫产品各项性能参数均大大超过技术要求第三部分7. 微孔发泡聚氨酯 轨道交通领域用新型高分子材料研究进展（3）产品应用第三部分 未来展望第四部分 总 结 当前我国正处在轨道交通建设的繁荣时期，并已成为世界上最大的高速铁路和城市轨道交通市场。 高分子材料已应用于现代轨道交通领域的结构承力件、绝缘部件、内外饰件等各个部件，并在这些应用中充分展示了其巨大的性能优势。 在今后，我们除了应用现有高分子材料制造技术和工艺，将会更加关注并深入研究尚未具有自主知识产权的新型高分子材料及其制造技术，为我国轨道交通事业的高速发展贡献一份力量。 Page 59谢 谢！