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FFU（Fiber Reinforced Foamed Urethane）合成枕木是硬質(zhì)聚胺酯樹脂發(fā)泡體經(jīng)玻璃纖維紗束補(bǔ)強(qiáng)制成的一種結(jié)構(gòu)材料，以拉擠成型法制造，主要應(yīng)用于取代軌道工程枕木/水泥枕或土木結(jié)構(gòu)工程中盾構(gòu)開挖隧道混凝土擋土墻。PU樹脂基材賦輿的各種優(yōu)越特性導(dǎo)致該項(xiàng)產(chǎn)品成為近年來高分子復(fù)合材料中的熱門項(xiàng)目，尤其在軌道交通工程領(lǐng)域中受到重用。
FFU產(chǎn)品于1980年由日本鐵道綜合技術(shù)所進(jìn)行開發(fā)，先在國鐵實(shí)際軌道開始施工并檢測，繼于東海道新干線、九州新干線、東北新干線中采用，經(jīng)過長期的檢測證明其性能優(yōu)越，2007年納入日本工業(yè)規(guī)格（JIS E1203），至今全日本已有近200萬根的使用業(yè)績。日本積水化學(xué)工業(yè)株式會社在1975年就投入FFU合成枕木研發(fā)，慢慢邁入商業(yè)化，至今已具有20余年的使用實(shí)績，目前在日本軌道工程中擁有8成以上占有率及豐富的鋪設(shè)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品行銷各國并進(jìn)行整廠技術(shù)輸出，在居地位。在日本的影響下，F(xiàn)FU合成枕木在軌道交通工程上起到了重要的作用，尤其應(yīng)用于橋梁段、平交道板、機(jī)場、隧道及各式道岔路段，效果更為顯著，除了在日本本土以外，該項(xiàng)制品與生產(chǎn)也陸續(xù)擴(kuò)散到海外。奧地利維也納Zollamtbridge的地鐵軌道，德國Lever Kusen化工園的鐵路系統(tǒng)及澳大利亞Queens Lond鐵道橋梁等，在歐洲更以Eslon Neo Lumber人造木材的商品名打響了知名度。大陸方面從2005年開始，廣州地鐵4號線，上海地鐵8號線均已先后采用，鑒于鐵道交通建設(shè)的高速發(fā)展，日本積水于2007年新設(shè)生產(chǎn)基地。在海外，F(xiàn)FU枕木在軌道交通工程上有許多成功的應(yīng)用案例，該制品外觀與木材相似，兼具天然產(chǎn)品與現(xiàn)代設(shè)計(jì)之優(yōu)點(diǎn)，施工安裝容易，熱膨脹系數(shù)與導(dǎo)熱率低、抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度大，使用壽命長；其閉孔結(jié)構(gòu)，即使在暴雨中吸水極少，可保持良好的電絕緣性能。該材料還耐水解、油脂、海水、霜凍及除冰鹽，特別適于在隧道、橋梁使用。因此，各種應(yīng)用帶來的效益足以使借鑒，得以投入相關(guān)技術(shù)研發(fā)推廣。
FFU合成枕木應(yīng)用在軌道工程優(yōu)勢是：
（1）便于施工與安裝。重量輕、鋪設(shè)時間短、尤適于橋梁構(gòu)造輕量化。道岔機(jī)與枕木可分別搬入現(xiàn)場進(jìn)行組裝。可現(xiàn)場加工，對枕木進(jìn)行微調(diào)，提高施工精度。枕木中不含鋼筋，不必?fù)?dān)心施工中發(fā)生短路事故。
（2）應(yīng)用于高速軌道之功能。可制作長尺寸產(chǎn)品，適應(yīng)大型道岔。柔韌性佳，即使沒有軌道防震墊也能適用高速軌道。即使在新干線等高速線路的對接部，也未出現(xiàn)過裂縫。
（3）產(chǎn)品種類豐富齊全。根據(jù)現(xiàn)場條件可在短期內(nèi)制作出各種尺寸的產(chǎn)品。可附加各種功能。
（4）良好的經(jīng)濟(jì)性。使用壽命長、施工費(fèi)用低，使產(chǎn)品周期成本下降，從而實(shí)現(xiàn)總成本的降低。
（5）容易進(jìn)行維護(hù)管理及修補(bǔ)。釘孔修補(bǔ)后，可再次使用。樹脂材料具耐蝕性，可長期保持穩(wěn)定之性能。
在臺灣地區(qū)，F(xiàn)FU合成枕木在軌道工程上實(shí)際應(yīng)用已開始受到業(yè)主的重視，幾年前高鐵的機(jī)廠特殊軌區(qū)曾經(jīng)用過，但全數(shù)購自日本積水公司，臺鐵用于道岔電動轉(zhuǎn)折器之批采購則是從大陸進(jìn)口，值得重視的是目前在北市捷運(yùn)環(huán)狀線階段軌道工程之中，經(jīng)考量機(jī)廠、特殊軌區(qū)及部分既有墩柱基礎(chǔ)有載重及高度限制之區(qū)域，已決定采用FFU合成枕木。北市捷運(yùn)工程局已展開探討，并于去年5月及7月兩度派員赴日本及大陸，分別前往京都積水化工業(yè)株式會社及積水（上海）科技有限公司，參觀了解合成枕木實(shí)際生產(chǎn)及作業(yè)情況，并赴各安裝布設(shè)地區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察。目前臺灣業(yè)界已成功推出合成枕木的試制品，正進(jìn)行性能測試中，未來將進(jìn)一步落實(shí)技術(shù)的改善，從原材料自主、制程優(yōu)化、提升品質(zhì)、降低成本等方向下手，開拓市場新應(yīng)用，擴(kuò)大商機(jī)。除了上述枕木之外，在海外PU拉擠產(chǎn)品尙包括了各種電子絕緣組件、工具柄、公路防護(hù)欄、電線桿、橫桿、輸電塔架、碼頭片樁、貨柜板材、各式運(yùn)動器材等，尤以窗框一項(xiàng)更是大亮點(diǎn)，成為近5年來復(fù)材行業(yè)中熱門的選項(xiàng)。
針對目前傳統(tǒng)拉擠工藝在進(jìn)行PU開發(fā)應(yīng)用上，在材料、設(shè)備、性能作如下分析。
1）工藝設(shè)備調(diào)整。可沿用原拉擠系統(tǒng)，如模頭、加熱器及機(jī)組等，無需大幅度變動及過多投資，主要加裝部分有二：一為樹脂計(jì)量/混合器，針對PU樹脂體系反應(yīng)快、粘度大所設(shè)置，以進(jìn)行快速完全玻纖浸潤。相關(guān)裝備與技術(shù)國外BASF、Bayev等公司均可提供全套Solution。
2）PU樹脂供應(yīng)。國際先進(jìn)樹脂廠商均已開發(fā)出拉擠成型專用的PU樹脂，如DOW的VoraforceTMTP1200系列、Bayer的BaydurPUL2500、Reichhold的DION 31040-00、Huntsman的 Araldit810及BASF的Elastocoat CC6226/100系列。
3）特性與優(yōu)點(diǎn)。（1）優(yōu)異的性能包括橫向剪切、彎曲/沖擊強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性、耐老化性、吸水率、光/溫度穩(wěn)定性與表面光滑度等性能優(yōu)異。
（2）玻纖含量高（可達(dá)80%），可不用織布或氈，只需采用紗束以減低材料成本。
（3）可降低產(chǎn)品壁厚，提高支撐跨度、且制品行狀復(fù)雜。
（4）生產(chǎn)效率高（拉擠速度可達(dá)2米/分鐘）。
（5）緊固方便，裝入螺釘不需預(yù)先鉆孔。
（6）樹脂發(fā)煙量低、不含苯乙烯、VOC零揮發(fā)。
（*趙玨為臺灣區(qū)復(fù)合材料工業(yè)同業(yè)公會秘書長，在數(shù)十年的復(fù)材技術(shù)和市場的生涯中，刻苦進(jìn)取，造諧很高，其既有專業(yè)深度，又有市場廣度，近十五年來，為兩岸復(fù)材交流做出卓著貢獻(xiàn)，是兩岸同行的榜樣和模范。）
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