玻纖增強聚氨酯樹脂復材枕木（FFU）迎合軌道交通開發大時機
FFU（Fiber Reinforced Foamed Urethane）合成枕木是硬質聚胺酯樹脂發泡體經玻璃纖維紗束補強制成的一種結構材料，以拉擠成型法制造，主要應用于取代軌道工程枕木/水泥枕或土木結構工程中盾構開挖隧道混凝土擋土墻。PU樹脂基材賦輿的各種優越特性導致該項產品成為近年來高分子復合材料中的熱門項目，尤其在軌道交通工程領域中受到重用。
FFU產品于1980年由日本鐵道綜合技術所進行開發，先在國鐵實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，經過長期的檢測證明其性能優越，2007年納入日本工業規格（JIS E1203），至今全日本已有近200萬根的使用業績。日本積水化學工業株式會社在1975年就投入FFU合成枕木研發，慢慢邁入商業化，至今已具有20余年的使用實績，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經驗，產品行銷各國并進行整廠技術輸出，在居地位。在日本的影響下，FFU合成枕木在軌道交通工程上起到了重要的作用，尤其應用于橋梁段、平交道板、機場、隧道及各式道岔路段，效果更為顯著，除了在日本本土以外，該項制品與生產也陸續擴散到海外。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，鑒于鐵道交通建設的高速發展，日本積水于2007年新設生產基地。在海外，FFU枕木在軌道交通工程上有許多成功的應用案例，該制品外觀與木材相似，兼具天然產品與現代設計之優點，施工安裝容易，熱膨脹系數與導熱率低、抗壓、抗拉、抗彎強度大，使用壽命長；其閉孔結構，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，各種應用帶來的效益足以使借鑒，得以投入相關技術研發推廣。
FFU合成枕木應用在軌道工程優勢是：
?。?）便于施工與安裝。重量輕、鋪設時間短、尤適于橋梁構造輕量化。道岔機與枕木可分別搬入現場進行組裝?？涩F場加工，對枕木進行微調，提高施工精度。枕木中不含鋼筋，不必擔心施工中發生短路事故。
?。?）應用于高速軌道之功能?？芍谱鏖L尺寸產品，適應大型道岔。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，也未出現過裂縫。
?。?）產品種類豐富齊全。根據現場條件可在短期內制作出各種尺寸的產品?？筛郊痈鞣N功能。
?。?）良好的經濟性。使用壽命長、施工費用低，使產品周期成本下降，從而實現總成本的降低。
（5）容易進行維護管理及修補。釘孔修補后，可再次使用。樹脂材料具耐蝕性，可長期保持穩定之性能。
在臺灣地區，FFU合成枕木在軌道工程上實際應用已開始受到業主的重視，幾年前高鐵的機廠特殊軌區曾經用過，但全數購自日本積水公司，臺鐵用于道岔電動轉折器之批采購則是從大陸進口，值得重視的是目前在北市捷運環狀線階段軌道工程之中，經考量機廠、特殊軌區及部分既有墩柱基礎有載重及高度限制之區域，已決定采用FFU合成枕木。北市捷運工程局已展開探討，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株式會社及積水（上海）科技有限公司，參觀了解合成枕木實際生產及作業情況，并赴各安裝布設地區進行實地考察。目前臺灣業界已成功推出合成枕木的試制品，正進行性能測試中，未來將進一步落實技術的改善，從原材料自主、制程優化、提升品質、降低成本等方向下手，開拓市場新應用，擴大商機。除了上述枕木之外，在海外PU拉擠產品尙包括了各種電子絕緣組件、工具柄、公路防護欄、電線桿、橫桿、輸電塔架、碼頭片樁、貨柜板材、各式運動器材等，尤以窗框一項更是大亮點，成為近5年來復材行業中熱門的選項。
針對目前傳統拉擠工藝在進行PU開發應用上，在材料、設備、性能作如下分析。
1）工藝設備調整?？裳赜迷瓟D系統，如模頭、加熱器及機組等，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量/混合器，針對PU樹脂體系反應快、粘度大所設置，以進行快速完全玻纖浸潤。相關裝備與技術國外BASF、Bayev等公司均可提供全套Solution。
2）PU樹脂供應。國際先進樹脂廠商均已開發出拉擠成型專用的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）特性與優點。（1）優異的性能包括橫向剪切、彎曲/沖擊強度、耐磨性、耐腐蝕性、耐老化性、吸水率、光/溫度穩定性與表面光滑度等性能優異。
?。?）玻纖含量高（可達80%），可不用織布或氈，只需采用紗束以減低材料成本。
?。?）可降低產品壁厚，提高支撐跨度、且制品行狀復雜。
（4）生產效率高（拉擠速度可達2米/分鐘）。
（5）緊固方便，裝入螺釘不需預先鉆孔。
?。?）樹脂發煙量低、不含苯乙烯、VOC零揮發。
更多信息請關注復合材料信息網http://cnfrp.net
FFU產品于1980年由日本鐵道綜合技術所進行開發，先在國鐵實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，經過長期的檢測證明其性能優越，2007年納入日本工業規格（JIS E1203），至今全日本已有近200萬根的使用業績。日本積水化學工業株式會社在1975年就投入FFU合成枕木研發，慢慢邁入商業化，至今已具有20余年的使用實績，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經驗，產品行銷各國并進行整廠技術輸出，在居地位。在日本的影響下，FFU合成枕木在軌道交通工程上起到了重要的作用，尤其應用于橋梁段、平交道板、機場、隧道及各式道岔路段，效果更為顯著，除了在日本本土以外，該項制品與生產也陸續擴散到海外。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，鑒于鐵道交通建設的高速發展，日本積水于2007年新設生產基地。在海外，FFU枕木在軌道交通工程上有許多成功的應用案例，該制品外觀與木材相似，兼具天然產品與現代設計之優點，施工安裝容易，熱膨脹系數與導熱率低、抗壓、抗拉、抗彎強度大，使用壽命長；其閉孔結構，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，各種應用帶來的效益足以使借鑒，得以投入相關技術研發推廣。
FFU合成枕木應用在軌道工程優勢是：
?。?）便于施工與安裝。重量輕、鋪設時間短、尤適于橋梁構造輕量化。道岔機與枕木可分別搬入現場進行組裝?？涩F場加工，對枕木進行微調，提高施工精度。枕木中不含鋼筋，不必擔心施工中發生短路事故。
?。?）應用于高速軌道之功能?？芍谱鏖L尺寸產品，適應大型道岔。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，也未出現過裂縫。
?。?）產品種類豐富齊全。根據現場條件可在短期內制作出各種尺寸的產品?？筛郊痈鞣N功能。
?。?）良好的經濟性。使用壽命長、施工費用低，使產品周期成本下降，從而實現總成本的降低。
（5）容易進行維護管理及修補。釘孔修補后，可再次使用。樹脂材料具耐蝕性，可長期保持穩定之性能。
在臺灣地區，FFU合成枕木在軌道工程上實際應用已開始受到業主的重視，幾年前高鐵的機廠特殊軌區曾經用過，但全數購自日本積水公司，臺鐵用于道岔電動轉折器之批采購則是從大陸進口，值得重視的是目前在北市捷運環狀線階段軌道工程之中，經考量機廠、特殊軌區及部分既有墩柱基礎有載重及高度限制之區域，已決定采用FFU合成枕木。北市捷運工程局已展開探討，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株式會社及積水（上海）科技有限公司，參觀了解合成枕木實際生產及作業情況，并赴各安裝布設地區進行實地考察。目前臺灣業界已成功推出合成枕木的試制品，正進行性能測試中，未來將進一步落實技術的改善，從原材料自主、制程優化、提升品質、降低成本等方向下手，開拓市場新應用，擴大商機。除了上述枕木之外，在海外PU拉擠產品尙包括了各種電子絕緣組件、工具柄、公路防護欄、電線桿、橫桿、輸電塔架、碼頭片樁、貨柜板材、各式運動器材等，尤以窗框一項更是大亮點，成為近5年來復材行業中熱門的選項。
針對目前傳統拉擠工藝在進行PU開發應用上，在材料、設備、性能作如下分析。
1）工藝設備調整?？裳赜迷瓟D系統，如模頭、加熱器及機組等，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量/混合器，針對PU樹脂體系反應快、粘度大所設置，以進行快速完全玻纖浸潤。相關裝備與技術國外BASF、Bayev等公司均可提供全套Solution。
2）PU樹脂供應。國際先進樹脂廠商均已開發出拉擠成型專用的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）特性與優點。（1）優異的性能包括橫向剪切、彎曲/沖擊強度、耐磨性、耐腐蝕性、耐老化性、吸水率、光/溫度穩定性與表面光滑度等性能優異。
?。?）玻纖含量高（可達80%），可不用織布或氈，只需采用紗束以減低材料成本。
?。?）可降低產品壁厚，提高支撐跨度、且制品行狀復雜。
（4）生產效率高（拉擠速度可達2米/分鐘）。
（5）緊固方便，裝入螺釘不需預先鉆孔。
?。?）樹脂發煙量低、不含苯乙烯、VOC零揮發。
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