杜邦TM Hytrel熱塑性聚酯彈性體制造的絕緣護套
“火車一響，黃金萬兩”，鐵路的建設直接帶動了機車、軌道、車輛及其相關行業的發展。而當前金融危機環境下，各國更是加大鐵路等基礎設施的建設以拉動經濟。
塑料或高分子復合材料也一直積極摸索在軌道交通領域的發展空間。“隨中國軌道交通行業的快速發展，高性能塑料在軌道交通領域的應用也陸續增加。許多鐵路車輛制造商已開始借鑒國外經驗利用高性能工程塑料替代金屬，向小型化、輕質化方向發展。不過，高性能塑料在國內的使用仍有很大拓展空間，如車廂之間的緩沖器或車輛轉向架上的許多部件就可采用熱塑性工程塑料。”杜邦高性能聚合物部門鐵路項目經理顧杰琳接受采訪時表示。
以下，筆者將介紹幾個國外案例供行業借鑒參考。
軌道上的聚氨酯
木材或混凝土是生產軌枕或枕木（用於支撐鐵軌）的傳統材料，隨人們環保意識的增強及新技術的發展，高分子復合材料生產的枕木應運而生。事實上，在日本，塑料枕木的應用歷史已超過25年，且已應用於新乾線高速列車的鐵軌上。
2008年，德國勒沃庫森化學工業園為改進生產基地與德國鐵路網之間的鐵路連接，安裝了一套道岔系統，使用136根名為“埃爾森新木材（EslonNeoLumberFFU）”的枕木，這些枕木采用了由拜耳材料科技BaySystems日本蘇米加拜耳聚氨脂有限公司提供的長纖維增強Baydur*60整皮泡沫聚氨酯體系。循環彎曲與長期負荷試驗證明：聚氨酯枕木即使在投入使用15年後仍可保持遠高於木材的彎曲強度。由於其出眾的機械性能，該聚氨酯材料也非常適合於建造高速鐵路。這已通過新乾線高速列車順利運行20多年的成功經驗得以證明。因質輕，這些枕木也適合於建造橋梁。
據介紹，這種聚氨酯材料雖然外觀上與木頭相似，但卻將所有天然產品與現代復合產品的優點集合於一身。不僅如此，還可使用木材加工中采用的相同工具對其進行鋸、磨、鉆、釘和粘結，甚至比木頭更加耐用。這些道岔系統和枕木的使用壽命是傳統鐵軌結構的3倍以上。而且可按照實際的需要設計枕木的任意長度和生產橫截面最長達9.60米的枕木。相比之下，若使用混凝土枕木，每種長度就需一個單獨模具。由於“埃爾森新木材”采用閉孔結構，即使在大雨磅礡的環境下也只吸收極少水分，不會影響其良好的電絕緣特性。不僅如此，該材料對水解、油脂、油類以及除冰鹽均有良好的耐受性。
火車飛馳而過時產生的力會使道碴碎石移動，產生噪音。目前，一種具有持久彈性的軌道上層結構系統—拜耳材料科技Durflex可以避免道碴移位，并能極大地提高道碴上層結構的耐久性，吸收噪音點上的結構噪音，該系統入選了2009年德國“創意之國的365個里程碑”。在此應用中，道床道碴碎石間的縫隙完全采用拜耳材料科技的彈性聚氨酯泡沫塑料系統Bayflex進行填實。
該系統既能用於新鐵路段的建造，也可用於現有軌道的改造，2007年夏，Durflex技術被用在位於下薩克森Uelzen——漢堡至漢諾威高速線路的長300米鐵路段的普通軌道上。事實證明，Durflex緩減了軌道系統的振動，較之普通道碴上層結構，能有效減少約40%的結構噪音。根據城際快車、區際快車或貨運列車等不同列車類型，空氣傳播噪音可降低1.5-3分貝。
熱塑性聚酯彈性體為鐵路電力通信提供保障
鐵路的高速發展已引起了相關企業的高度重視。顧杰琳經理表示，“我們都知道中國政府在去年的經濟刺激計劃中有很大一部分都投資在軌道交通的發展上，而我們在鐵路工業上，不管在車體的制造、在基礎的建設、在營運的生產和安全上面都有豐富的經驗，有超過十種不同的產品適合鐵路行業使用。因此，我們在2009年初開始將所有與鐵路相關的業務部門組織到一起，希望通過跨業務部門的協同合作，把每一個事業部的資源結合在一起，發揮杜邦的整體實力，共同為鐵路行業服務。”
根據2009年中國政府發布的《裝備制造業調整和振興規劃》，包括高速鐵路和城市軌道交通兩部分的鐵路裝備將是重點振興領域之一。除高速動車組、大功率交流傳動電力/內燃機車、重載貨車、大型養護機械等裝備外，列車信號系統、網絡控制系統、制動系統、主輔逆變器等機電設備也是規劃重點發展的產品。在杜邦為鐵路提供的諸多產品中，杜邦的Hytrel熱塑性聚酯彈性體（TPC-ET）在保障軌道交通電力及信號方面發揮重要作用。
在當前的軌道線路信號系統中，絕緣接頭起關鍵作用，它將軌道分成短的電絕緣部分，以便檢測在車輛的停止和開動過程中軌道旁的信號。但是，當前粘結接頭的環氧樹脂有很多不足之處，所以接頭的使用壽命較短，僅有12-18個月。加拿大NorFast公司開發了一種新絕緣接頭NIJ-6“Hercules”，該產品采用的是一款特別柔韌耐用的杜邦TMHytrel熱塑性聚酯彈性體，它具有優秀的耐蠕變、耐沖擊和耐疲勞性能，可以防止接頭中橫木或者螺栓與軌道接觸，避免每個區的信號短路，使軌道接頭的使用壽命延長一倍，接頭間的應力降低，成本以及安裝時間減少。
由加拿大NorFast公司設計NIJ-6“Hercules”和選擇Hytrel材料的成果，就是改善了接頭內絕緣體的應力，與標準接頭相比降低高達65%。該產品適用於任何類型的軌道和緊固件，并且無須進行軌道修改，現場安裝非常簡單，軌道上還可以減少兩個焊點。同時，由於采用了模塊結構，可以快速更換磨損部件，對新接頭的影響減少到最低。
Leonielocab公司則采用杜邦TMHytrel熱塑性聚酯彈性體制備螺旋跨接高壓電纜護套，相關電纜用於傳送高速列車車廂之間的電能，如德國ICE或者西班牙VELARO列車。選擇該熱塑性彈性體是因為它能夠滿足多種苛刻應用要求，包括耐彎曲疲勞性能、低溫韌性、耐化學性、耐UV性、抗沖擊性能，而且還要求該材料是良好的電絕緣體，具有良好的加工性能及成本效益。采用擠出工藝在直徑約15mm的銅絞線上包裹一層護套，讓產品具有均一的生產率和穩定的高質量。采用Hytrel防護的跨接電纜的日常使用情況表明，產品適合在高速運作的極端苛刻條件下使用。在全天候情況下，Madrid-Valladolid延伸線以及德國高速軌道交通ICE和VELARO列車的最高速度可達350km/h。
中國鐵路里程已居世界第三，但僅占世界6%的鐵路里程卻承擔世界鐵路1/4的運輸量，為此，2008年10月中國重新調整了《中長期鐵路網規劃》，將2020年全國鐵路營業里程規劃目標之前確定的10萬公里調整為12萬公里以上，刷新了中國鐵路建設的藍圖。2008年底，全路營業里程已達8.0萬公里。隨中國鐵路建設水平的提升，可以預見，高性能塑料在中國軌道交通上的成功應用也將越來越多。