跑道作為常用的運(yùn)動(dòng)場地，相信大家都不陌生，自1968年墨西哥奧運(yùn)會(huì)正式采用聚氨酯塑膠跑道作為國際田徑比賽場地以來，塑膠跑道已成為世界體育設(shè)施現(xiàn)代化的一部分，中國體育建筑品牌。
跑道的性能要求
跑道作為學(xué)生體育教學(xué)的必要設(shè)施、體育比賽的重要場地，日常鍛煉的優(yōu)先選擇，對(duì)于材料的選擇有如下的要求：
1、要能夠保護(hù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的人不受傷;
2、在低溫、爆曬、暴雨等惡劣環(huán)境下不會(huì)性能嚴(yán)重下降或變形;
3、在高強(qiáng)度的使用下不容易損耗;
4、場地容易保養(yǎng)和維護(hù)。
聚氨酯塑膠跑道在這方面有獨(dú)特優(yōu)勢：
聚氨酯塑膠的高彈性可以給運(yùn)動(dòng)者減少體力消耗，有效保護(hù)運(yùn)動(dòng)者的腳和膝關(guān)節(jié)，減少受傷的風(fēng)險(xiǎn); 聚氨酯塑膠的理化性能穩(wěn)定，耐氣候老化性能優(yōu)良，可以長期在戶外大型場地上使用;良好的室溫成型效果，適合大面積施工鋪設(shè); 塑膠場地相比于煤渣、泥土或草地運(yùn)動(dòng)場，沒有大量灰塵，也更容易保養(yǎng)維護(hù)，正是由于這些特點(diǎn)，目前聚氨酯塑膠跑道已成為競技比賽、群眾體育運(yùn)動(dòng)和校園體育教學(xué)的必備設(shè)施。
塑膠跑道的生產(chǎn)
塑膠跑道的種類有透氣型、全塑型、混合型，表面有穎粒(花紋)及表面無顆粒的以滿足不同使用要求，鋪設(shè)的工藝也是十分豐富。(見下圖)
各式各樣的塑膠跑道
中國大部分運(yùn)動(dòng)場地采用傳統(tǒng)的甲苯二異氰酸酯(TDI)型雙組份聚氨酯塑膠。甲、乙雙組份混合配置，即可涂裝成塑膠跑道。
傳統(tǒng)聚氨酯跑道的生產(chǎn)
甲組份通常以TDI為硬段，配以一定含量的溶劑、聚醚多元醇，混合成預(yù)聚體;
乙組分通常以莫卡(MOCA，即3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷)型擴(kuò)鏈劑、增塑劑、催化劑、觸變劑、紫外光吸收劑、吸水劑、防老劑、顏料等中的幾種或多種混合物為主要成分。
傳統(tǒng)塑膠跑道的危害
TDI型聚氨酯跑道毒性主要來自于TDI組分，在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5044-1985《職業(yè)接觸毒物危害程度分級(jí)》中，TDI屬于Ⅱ級(jí)(高度危害)毒物，當(dāng)?shù)乇砼艿罍囟壬仙龝r(shí)，TDI飽和蒸汽濃度劇增，產(chǎn)生較大異味。TDI中毒是一個(gè)緩慢且累積的過程，據(jù)研究，人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸量是平時(shí)的20～30倍，在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)更容易吸入過量的TDI揮發(fā)物質(zhì)，容易引起呼吸道疾病，包括呼吸上皮、肺間質(zhì)、肺內(nèi)血管及免疫系統(tǒng)等的損傷。
TDI的毒性
此外，廣泛使用的MOCA擴(kuò)鏈固化劑，加熱熔化產(chǎn)生的蒸汽很容易刺激呼吸道。過量的吸入容易使人體中的血紅蛋白失去輸送氧氣的能力，致使黏膜誘發(fā)疾病。
早期聚氨酯塑膠跑道材料常用異辛酸鉛配合醋酸苯汞等重金屬催干劑，重金屬過量的侵入人體會(huì)造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等部位的損傷。
更有甚者，黑心施工隊(duì)用來源于皮鞋、電纜、輪胎的廉價(jià)回收橡膠，其中含有大量的有毒物質(zhì)。還在跑道中摻入大量的廉價(jià)填充劑，并用大量的甲苯、二甲苯作稀釋劑，這些都會(huì)對(duì)于人體造成不可逆損害。
聚氨酯跑道的改進(jìn)方向
為減少聚氨酯塑膠跑道材料中有害物質(zhì)的使用，人們針對(duì)環(huán)保的二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)固化體系、新型擴(kuò)鏈劑、非重金屬類催化劑、特殊材料改性聚氨酯等方面開展了諸多研究，提出了諸多的改進(jìn)方案。
1、MDI體系聚氨酯塑膠跑道的研究
MDI和TDI同屬芳香族二異氰酸酯，MDI飽和蒸汽壓較低，不容易揮發(fā)，無刺激性氣味，相對(duì)于傳統(tǒng)TDI型聚氨酯跑道，MDI型聚氨酯跑道毒性小，危害低。
2、環(huán)保助劑的研究
許多學(xué)者通過研究，提出了許多適配于 MDI體系的環(huán)保助劑，例如：以乙醇胺/二乙醇胺替代MOCA作為擴(kuò)鏈劑，有機(jī)復(fù)合稀土作為催化劑，配合非金屬礦使用，不含TDI、MOCA、重金屬等危害物質(zhì)，是一種很好的環(huán)保型產(chǎn)品。
3、可再生、可降解聚氨酯跑道材料
聚氨酯跑道在聚氨酯樹脂組分中加入了抗細(xì)菌、酵母或真菌的殺蟲劑，以免受微生物侵襲，以及高分子量的聚醚，致使聚氨酯跑道難于在自然條件下降解。
通過采用水性聚氨酯或聚氨酯改性聚丙烯酸酯乳膠為基礎(chǔ)，加入適當(dāng)?shù)脑龀韯?、填料、顏料和助劑，通過水性固化劑配合固化的水性樹脂塑膠跑道體系有著環(huán)保、保色性好的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有著無法一次性厚成型、受氣溫和濕度影響較大的缺點(diǎn)。
4、改性聚氨酯塑膠跑道材料
除了環(huán)保與安全的需求，聚氨酯跑道的力學(xué)性能改性也十分受關(guān)注，通過納米材料，例如：納米蒙脫土和納米二氧化硅等等，可提高材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、邵氏硬度、沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能。
