大眾健身體育館中聚氨酯橡膠運動跑道耐候及抗壓性能研究

聚氨酯橡膠整體彈性性能較好，常用于制作一般性的運動跑道，由于運動跑道的整體占地面積較大。其安裝過程十分復雜，如果材料不合格，出現疲勞老化的狀況。輕則造成經濟損失，重則的話，也會對于整個運動跑道的建設帶來不良影響。積極開展運動跑道的專項整治，對其后續運動跑道的綜合使用狀況進行分析。在比賽活動和專業體育訓練過程中進行支撐，聚氨酯塑膠被稱為液體橡膠，其優越性在于在防震橡膠加工領域之內得到了廣泛的應用。針對于聚氨酯橡膠目前使用特征來看，也受到了越來越多人的認可。了解到聚氨酯橡膠目前的發展狀況，并對其應用趨勢進行分析。結合聚氨酯橡膠的耐黃性能、撕裂性能、變形性能、抗壓性能做出研究。深入知曉聚氨酯橡膠的使用狀況，并維護后續的跑道壽命。

1 聚氨酯橡膠性能及應用現狀

1.1 聚氨酯橡膠概述

所謂聚氨酯橡膠，又被稱作為液體橡膠，其良好性能決定了聚氨酯橡膠被廣泛應用于輪胎、密封膠帶、防震橡膠生產加工領域之內，這也是目前應用最為廣泛的一類橡膠類產品。尤其是其良好的耐磨性能，使其在體育設施中的發展變得越發的突出。在聚氨酯橡膠應用過程中，它是針對于聚酯或者聚醚和二異氰酸酯類化合物結合而形成的一類化學原料。具有高性能特點，反映出了現代化學產業的成熟體系。針對聚氨酯橡膠的使用狀況來看，也得到了不同人群的認可。了解到聚氨酯橡膠的使用結構特性，并對其自身的差異狀況進行分析，這也是實現聚氨酯橡膠應用結構突破的關鍵，聚氨酯橡膠在通常情況下是由氫鍵進行連接的，發揮出較高的彈性。通過對聚氨酯橡膠特性進行研究，不難發現其特性主要表現為硬度高彈、性高、耐磨性強、耐輻射性強等等。通常情況下，這是一般橡膠不具備的一些優點。

1.2 聚氨酯橡膠性能

聚氨酯橡膠性能結構突出，其主要表現為耐磨性較好。經過具體的實驗已經表明，聚氨酯橡膠耐磨性能是所有橡膠類型中最好的，耐磨性已經達到天然橡膠的3倍以上，這也是聚氨酯橡膠發展的關鍵。針對于聚氨酯橡膠的應用結構來看的話，良好的耐磨性使其在運動跑道建設中有著完整的應用。得出針對于聚氨酯橡膠應用發展的現實意義，當然聚氨酯橡膠耐油性也較好，所以其橡膠應用趨勢也十分的明顯。聚氨酯橡膠性能摩擦系數較高，一般位于0.5左右。針對于聚氨酯橡膠的使用特性來看，特別是結合某些戶外運動，其性能的發揮就變得十分的重要。聚氨酯橡膠被廣泛應用于運動跑道和運動場地的建設過程中，使用時間明顯高于傳統素材。耐磨性和耐候性特性較強，且具有一定的使用優勢。針對聚氨酯橡膠目前的使用特性來看，它的抗震性能能夠應用于整個軌道設計過程中。因此使用聚氨酯橡膠鋪設運動跑道成為現代田徑運動跑道建設的主要素材，不斷完善聚氨酯橡膠應用內容將為整個運動跑道建設提供重要的依據。同時，也為人們開展跑步運動進行專業教育與訓練奠基。從某種程度上來看的話，聚氨酯橡膠也為現代化體育運動提供了重要的依據。在全民健身理念發展作用下，針對于聚氨酯橡膠運動性能的發揮也能夠體現出其積極的作用，幫助人們從聚氨酯橡膠的使用方法進行分析，讓其價值得到完整的發揮。

2 研究方法與內容

2.1 研究方法

研究聚氨酯塑膠跑道耐候性與抗壓性，選取某工廠生產的聚氨酯試片，對于戶外進行暴曬為。試片在陽光下暴露充分，防止風雨因素影響，可以令其與臺面呈現出45度的仰角。根據暴曬試片和參與試片的反差狀況，對照色卡進行分析，記錄試片的變色情況。為增強居民素質跑道的耐候性與抗壓性，基于紫色光吸收劑和抗氧劑的穩定劑，作為給添加原料。了解耐黃變性能與物理性能的變化機制，長期老化實驗將針對于制備的聚氨酯橡膠混合物進行控制。采用長期老化實驗方法做出參照，主要研究其失效應力、破壞應變以及鍛煉人來進行確定。

2.2 研究內容

2.2.1 耐黃性能變化

將紫外光吸收劑與抗氧劑加入到聚氨酯塑膠配方中，同時配備出十個相應的聚氨酯試片放于太陽光情況下。通過不同的試劑處理內容，探索紫外光吸收劑與抗氧劑兩變黃變狀況。如圖1就是紫外光老化階段的黃變程度，在其中，可以發現1號試片為不添加穩定劑，2號是偏添加1.2%的UV-531，3號試片添加1.2%的UV-P，4號試片添加1.2%的UV-9，5號試片添加1.2%的264型號抗氧劑，6號試片添加1.2%的UV-531，7、8、9、10添加的是UV系列的氧化物。試片均為混合性氧化劑，由圖1可以看出氧化劑和所有紫外光的吸收混合添加形式，呈現出最為理想的黃變抑制性能。抗氧劑與單一紫外線的吸收混合狀況也出現一定的差異，黃變程度最大的是未添加氧穩定劑的一些試片。綜上所述，聚氨酯塑膠經過此氧化物的處理，通過吸收高能量紫外光與能量轉換，釋放無害的低輻射線。阻礙物理或光化學降解，也避免黃變現象產生。

2.2.2 物理機械性能分析

日光照射除了使聚氨酯塑膠產品出現一定的方便，同時也會導致其物理機械性能的巨大損失，這也體現在其抗壓性變化方面。研究針對于穩定性要素進行分析，對不同穩定劑添加情況下試片進行日光照射，可以發現試片物理機械性能在照射前后的變化情況。如表1所示，能夠看出性能損失程度，最高的是未添加穩定劑，或者抗氧劑的1號試片。其次，為添加紫外光吸收劑和抗氧劑的試片。抗氧劑與所有紫外光吸收劑的混合添加性能損失最小，其次，為抗氧劑和單一紫外光的吸收混合添加劑。追其原因，也主要是因為自由基通過對于抗氧抑制劑內容進行分析，還能夠結合及自由基降解程度作出應用，紫外光吸收劑通過能量變化釋放。

2.2.3 聚氨酯塑膠抗壓性分析

（1）表觀密度對屈服應力影響。由聚氨酯為主要材料的塑膠跑道平整性較好，美觀，軟硬適中。具有些較強的物理性能化學性能，有利于運動員在運動過程中，發揮運動速度和技術，提高后續的運動成績，降低損傷率。表觀密度的增強，對于其屈服應力的影響也呈現出一定的正相關。

（2）50%應變率下表觀密度對屈服應力影響。基于50%的應變率表觀密度對屈服應力的影響程度看出，其應力曲線關系在屈服應力變化情況之下，應變率為50%時，試片表現出密度越大，硬度就越高。

2.2.4 抗熱老化性能分析

聚氨酯橡膠材料的失效，應力破壞應變和斷裂性能均水高于傳統塑膠軌道的。針對其性能優化趨勢進行分析來看，在本次實驗過程中，老化的材料相比老化后的聚氨酯橡膠材料比傳統橡膠材料的失效應力降低，單位老化的聚氨酯橡膠材料失效應力確實明顯高于傳統塑膠跑道的，這表明聚氨酯橡膠跑道的強度更好，聚氨酯橡膠跑道在老化后失效應力明顯降低了8.33%，經過一段時間之后傳統塑膠跑道的失效應力降低為22.41%。這意味著熱老化會對于材料的拉伸性能產生劇烈的影響，但是聚氨酯橡膠材料老化性能卻較好，破壞應變方式出現一定的變化，老化后的聚氨酯橡膠跑道破壞應變整體下降了29.41%，傳統的塑膠跑道破壞應變下降53.33%。斷裂能承受荷載，并拓展單位面積所需要的能量。結合目前材料的拉伸性能來看，斷裂能越大，表明材料的拉伸和延展性能越好。未老化的聚氨酯橡膠具有較高的鍛煉能，通過對于未老化和老化后的聚氨酯橡膠斷裂能和失效性能進行分析，發現其對于跑道的整體影響是較大的。聚氨酯橡膠材料具有更為出色的抗老化性能，這也是其他橡膠跑道無法比擬的。

3 聚氨酯橡膠運動跑道耐候性與抗壓性分析

3.1 聚氨酯橡膠運動跑道耐候性分析

經過具體的研究表明，在運動跑道建設過程中，如果頻繁使用聚氨酯橡膠。相比傳統橡膠而言，其有著重要的影響，這也是聚氨酯橡膠使用的重要優勢之一。傳統的橡膠材料很容易受到天氣、外力、紫外線影響出現老化作用，但是針對聚氨酯橡膠應用趨勢來看，聚氨酯橡膠的綜合應用，可以讓其高硬度與高彈性性能得以發展。其最大的特點就是與普通橡膠相比，具備較強的耐候性。聚氨酯橡膠耐磨特點也是十分突出的，一些缺點不足主要為耐水性較差。根據研究發現，聚氨酯橡膠運動跑道的耐候性能與其運動材料和各種使用環境相互關聯。制定出相關耐候性試驗，從而選擇對于基氨酯橡膠運動跑道以及實驗性能進行分析，這都是針對于聚氨酯橡膠運動性能體現的關鍵。為研究聚氨酯橡膠運動軌道的耐候性能選擇不同的材料，從各種使用環境和相關耐候性試驗對其進行分析。可以發現聚氨酯橡膠運動跑道耐候性能的模擬控制效果主要與天氣實驗、老化實驗有著一定的關系，在研究中深入跑道表層的耐候性，通過大氣暴曬實驗，從而使得聚氨酯橡膠內容在自然模擬過程之中耐候性能或者加速控制。對于跑道訓練而言都有著重要的作用，研究發現聚氨酯橡膠跑道整體耐候性能較強，在與傳統橡膠進行應用過程中，也能夠發揮出其優質性能。

3.2 聚氨酯橡膠運動跑道耐磨性分析

在具體研究耐磨性能時，必須對于其適應自然環境的一系列因素作出探索。比如紫外線的照射會大大加快聚氨酯橡膠跑道的老化現象，經過一系列的實驗對比已有充分研究結果表明。使用聚氨酯橡膠建設的運動跑道，相比于傳統橡膠跑道來講，具備一系列的優勢。尤其是其能夠延續各種環境，對跑道德耐候影響緩解跑道的老化過程，增加其綜合使用壽命，這也是目前聚氨酯橡膠跑道建設的核心。通過開設圍繞聚氨酯橡膠跑道的各項實驗，可以從大氣溫度、紫外線、風雨濕度等角度探索及耐候性狀況，對于聚氨酯跑道的特點做出分析，也實現后續對于其整體操作的控制。在出現相應問題之后，隨著運動跑道建設內容的逐步加強，耐候性直接關系的運動跑道的使用壽命。當跑道表面出現相應問題時，對跑道運動訓練和相關比賽也帶來了較大的制約，通過體系化研究，對聚氨酯橡膠的具體性能進行發展。可以綜合應用此項元素，實現運動跑道價值理念的突破。

3.3 聚氨酯橡膠跑道的抗壓性分析

相較于傳統的橡膠材料來而言，聚氨酯橡膠材料具有良好的抗壓性能。首先，聚氨酯橡膠材料良好的彈性不同的形狀和橡膠層，對于抗壓性能產生了直接的影響。其次，其性能和形狀有著一定的關聯性，在研究橡膠抗壓性能時，橡膠的硬度和溫度也會有著直接的關聯效果。形狀相同的橡膠在硬度增加之后，抗壓彈性會逐步增高，而在動態條件下橡膠的抗壓多是從靜態狀況下逐步入手的，而這也是針對于其抗壓性能和彈跳性能進行分析的關鍵。通過對于聚氨酯橡膠的主要化學性能做出分析，可以發現在聚氨酯橡膠分子鏈的構成過程中。由于發揮的氫鍵的作用，使得其具有較高的彈性。在聚氨酯橡膠分子中，氫鍵具有極其重要的作用。由于氫原子叫小原子比較大，但是A-H之間的氫原子只能夠以一個原子進行結合，從而形成氫鍵。此外，由于負離子之間的相互排斥作用，這也使得另一個電負性較大的原子發生了一定的變化。通過對于聚氨酯橡膠進行應用分析，可以發現其硬度高、彈性高、耐磨性較強，對于整個運動跑道的作用更是發揮了重要的作用。良好的耐壓性能直接關系到跑道運動過程中的舒適性和跑道的整體使用壽命，因此應針對于抗壓性能和彈力因素進行分析。通過對于聚氨酯橡膠材料進行研究，可以發現除了擁有著良好的物理以及化學性能，伸縮強度可以高達70Mpa，同樣良好的撕裂強度也可以使得運動跑道的強度內容得到發展。相較于之前的運動強度來看，可以增加十倍以上。基層單的拉伸和延長能力也較強，大量實踐表明聚氨酯橡膠運動跑道具有良好的抗壓性能。

4 結語

聚氨酯橡膠具有一系列的優越性能，但是仍然存在不足和缺陷。除了防水性以及其抗衰老性較差以外，與三元乙丙橡膠相比，使用過程中也存在一定的差異。也不難發現三元乙丙橡膠耐光性和保色性都明顯優于聚氨酯橡膠，所以從運動跑道建設來看的話，以該橡膠為代表的橡膠類塑膠跑道效果遠優于聚氨酯塑膠橡膠。針對聚氨酯塑膠橡膠跑道使用特點進行分析，后續應注重對于光穩定性的維護。不同密度的聚氨酯所交可以應用于不同領域之內。探究聚氨酯塑膠耐磨性。完善運動跑道性能，讓其擁有較好的抗緩沖的作用，這也是后續聚氨酯橡膠應用的主要功能內容之一。

（作者單位：北京華安聯合認證檢測中心有限公司）