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    带你从微观世界感受硅PU和塑胶跑道慢慢老去的人生历程

    作者:管理员 点击数:101 时间:2020/03/16 17:09:48

      对于运动地坪行业来说,抗老化性能处于一个相对边缘化的位置,很少有人花大量的时间精力去研究它。但对于老化呈现的粉化、脱落、龟裂、变色、机械性能下降,大家都多多少少有一些直观的感受或者切身体会,那这些现象是如何一步一步演化过来的,想必大家也是好奇,想一探究竟。笔者将在本文担任大家“导游”,带你进入微观世界感受硅pu和塑胶跑道慢慢老去的人生之旅。

          球场硅PU和塑胶跑道从其开始铺设开始,便得到自然界的百般“呵护”,无时无刻不在与阳光、雨露、氧气亲密接触,从它诞生时起就在开始慢慢老去。从浓妆艳抹、光鲜亮丽到黯然失色、暗淡无光再到焦眉皱眼、鹤发鸡皮,到最后完成自己的使命。


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         看到以上两张图片,相信你对老化的原貌有了一个比较直观的感受。


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         聚氨酯材料一般分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯,相较于聚酯型聚氨酯,聚醚类聚氨酯弹性体具备良好的耐水解性能、耐低温性能、耐弯曲性能,所以运动地坪基本采用的是聚醚型聚氨酯。聚氨酯材料在户外使用,都容易在高温、高湿、紫外线、氧气等环境因素的影响下发生老化而使材料的的性能下降。



           那么从微观出发,好奇的你知道硅PU和塑胶跑道在微观上的老化机理究竟是怎么演化的吗?



    一、光降解机理



        球场硅PU和跑道在户外紫外线照射下主要的老化机理大致有以下两种:



         1. 当吸收紫外线波段在340nm以上的时候,异氰酸酯中的亚甲基(如MDI)发生氧化,生成不稳定的氢过氧化物,进而生成发色基团醌—酰亚胺结构,该结构导致聚氨酯材料变黄,再进一步氧化,生成二醌—酰亚胺结构,颜色继续加深,最后变成琥珀色;





         2. 当吸收紫外线波段在330~340nm的时候,聚氨酯发生photo-Fries重排(光弗赖斯重排反应),生成伯芳胺,进一步降解,产生变黄产物。




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    二、热氧化降解机理



         热氧降解是氧气对分子链中的化学键进行氧化,随着温度升高而加强,最终导致键断裂的自由基链式反应。通常聚醚型PU的热氧化稳定性较差,其醚键上的α碳上激发出一个H原子后生成仲碳自由基,再与氧结合成过氧化物自由基和羟基自由基,氧化物自由基可进一步分解成烷基自由基和烷氧基自由基。




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         以上是在微观上,硅pu和塑胶跑道面对的最主要的老化降解。通常情况下,两者机理是同时发生的,且互相促进,自由基累积会越来越多,使得聚氨酯材料的结构不断遭到破坏,老化降解演化速度越来越快,各方面的机械性能逐渐丧失。了解掌握硅pu和塑胶跑道的老化机理,可以更好的针对材料的抗老化性能现状,寻找出更合适的抗老化解决方案,真正做到“知其然,亦知其所以然”。

         为了抑制老化降解,在材料中添加合适抗老化产品是一种常见并且相对简便又能快速见效的方法,可以在一定程度上有效改善材料的耐候性。结合新国标的严格程度及运动地坪的生产工艺,传统的粉体抗老化方案慢慢呈现出瓶颈,其应用的局限性越来越明显,再加之国家环保力度和2019年江苏大爆炸事件,使得粉体紫外线吸收剂的价格飞涨,其性价比优势荡然无存。