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塑膠跑道生產(chǎn) 摘要：為了了解塑膠跑道的現(xiàn)狀及其存在的問題，為改善民眾運動條件提供科學的發(fā)展依據(jù)。運用文獻研究的方法，對國內(nèi)外塑膠跑道的使用以及發(fā)展趨勢進行了認真的分析。認為塑膠跑道的標準還未完善，而實際的使用過程中又存在許多關(guān)系到安全、環(huán)保、健康的問題。


 

 

隨著經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，用塑膠改建體育運動場地面層日益普遍。許多城市將原來學校黃土裸露的運動場地用塑膠跑道覆蓋起來，一方面有助于揚塵整治，另外也可以改善運動條件但是，進來有關(guān)運動場地是否應(yīng)該鋪設(shè)塑膠跑道的爭論卻日益激烈。爭論的焦點是塑膠跑道是否安全、無害？ 塑膠跑道釋放的有毒物質(zhì)是否已達到影響人類健康的程度。因此，本文通過文獻綜述來探討塑膠跑道的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

 

 

 

一、塑膠跑道的發(fā)展歷史

 

美國從1961年首次鋪設(shè)200米的賽馬聚氨酯塑膠跑道，1963年開始鋪設(shè)體育田徑運動跑道。1968年在墨西哥召開的19屆奧林匹克運動會正式采用聚氨酯塑膠跑道，由于其具有彈性好，強度高，耐磨防滑，色彩鮮艷具有良好的田徑運動使用性能，從此國際奧委會和各項運動專業(yè)委員會都正式把塑膠跑道定為國際體育比賽必備的設(shè)施。我國1979年9月在北京工人體育場首次采用聚氨酯塑膠跑道。到1998年全國塑膠跑道的原材料生產(chǎn)廠家已有30多家，原料產(chǎn)量5000噸。近年塑膠跑道發(fā)展速度驚人。每年以30%以上速度增長，2002年全世界產(chǎn)量130萬噸，我國2002年產(chǎn)量不到4萬噸，而消耗約22萬噸，絕大部分靠進口。估計到2008年我國的原料產(chǎn)量將達到十萬噸。

 

塑膠跑道或人造草坪操場鋪設(shè)后產(chǎn)生了以下幾方面的效果：富有輕微彈性的膠面、草皮，使學生或運動員在進行運動時能夠最大限度發(fā)揮自己的體能，提高了運動成績；同事杜絕了在劇烈運動中容易產(chǎn)生的磕碰、摔傷等傷害事故；對于減少運動過程中可吸入顆粒物，改善運動環(huán)境更有積極意義；學校田徑場的巨大變化對校園環(huán)境起了極大的美化、凈化作用，成為了各個學校校園的一道靚麗的風景線。

 

二、塑膠跑道的生產(chǎn)及其主要成分

 

目前，國際上的體育運動場地鋪裝材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類，天然高分子材料為天然橡膠，合成高分子材料主要是聚氨酯材料、聚乙烯和聚丙烯材料，而聚乙烯和聚丙烯材料主要是用于做人造草坪。天然橡膠跑道和人造草坪的鋪設(shè)采用在工廠內(nèi)預(yù)制成卷材，然后用聚氨酯粘合劑貼在瀝青或水泥地面上，而我們此次論證的主要是屬于合成高分子材料的聚氨酯跑道的有關(guān)問題。聚氨酯塑膠跑道是字啊生產(chǎn)車間預(yù)先合成雙組份液體，到現(xiàn)場施工混合后向水泥一樣攤鋪在瀝青或水泥地面上進行鋪設(shè)。

 

 

 

塑膠跑道的主要成分是聚氨酯彈性體，其基本原料可分為聚醚多元醇等無毒原料。催化劑和多異氰酸酯（主要為TDI）。目前工藝一般為雙組份工藝。即在原料廠由過量的多異氰酸酯和聚醚多元醇反應(yīng)制得含異氰酸酯端基的預(yù)聚物（甲組分）和以聚醚多元醇、無機填料、顏料、增塑劑、抗氧劑和紫外線吸收劑等混配的乙組分。施工隊在施工現(xiàn)場將從原料廠家購得的甲、乙組分成大桶料在現(xiàn)場混合設(shè)備中混合后，再加入一種催化劑，利用機械或手工施工鋪設(shè)，鋪設(shè)好的跑道幾個小時后表面即可固化，3~7天完全固化。一般10天后交付使用。

 

以上乙組中的聚醚多元醇、無機填料、顏料、增塑劑、抗氧劑和紫外線吸收劑是在各種塑膠中廣泛使用的安全性原材料，其中大部分還可用于食品行業(yè)的包裝材料。

 

三、鋪設(shè)TDI塑膠跑道的危害

 

TDI是化學物質(zhì)甲苯二異氰酸酯（TOLUNE DIISOCYANATE,有2,4-和2，6-異構(gòu)體）的英文縮寫，是新型高分子材料聚氨酯工業(yè)的一種主要原料。其主要用于制造聚氨酯軟質(zhì)泡沫（用于沙發(fā)，床墊、汽車坐墊、服裝襯墊等）、聚氨酯鋪裝材料（主要為塑膠跑道）、防水材料、涂料、膠粘劑、彈性體等。

 

TDI是無色或談黃色的液體，沸點251℃，蒸氣壓0.00399Kpa（25℃），嗅閾0.36mg/M3.游離（即單體）的TDI確實是有很大的毒性的化學物質(zhì)，吸入超過一定濃度的TDI 蒸汽則會引起呼吸道過敏的損害癥狀，如咳嗽。胸悶、甚至哮喘。世界各國對TDI生產(chǎn)現(xiàn)場、車間散發(fā)到空氣中的TDI濃度都有嚴格的限定標準。我國從1996年起也頒布了國家標準（即GB16193-1996）.該標準規(guī)定工人操作時車空間氣中TDI濃度不得超過0.2mg/M3.

 

 

 

TDI雖然有很大的毒性，但因其分子結(jié)構(gòu)中所含的異氰酸酯基因（NCO基團）是極為活潑的反應(yīng)性基團，極易和包括空氣中水蒸氣在內(nèi)的含活潑氫化合物反應(yīng)，很快轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)。在空氣中即使僅和羥基自由基作用，其半衰期也只有幾個小時到1天（AMERICAN POLYURETHANE CONFERENCE 2002 SALT LAKE CITY 2002 PP180

 

）

 

從聚氨酯塑膠跑道的生產(chǎn)和鋪設(shè)過程來看，TDI的危害主要是在TDI的生產(chǎn)灌裝車間里，即在合成聚氨酯預(yù)聚體的生產(chǎn)過程中，只要嚴格控制機械的密封和通風狀況，都可以達到國家標準規(guī)定的車間空氣中TDI限定濃度的要求。2002年中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會利用國際異氰酸酯協(xié)會贈送的ISOLOGGER紙帶檢測儀對國內(nèi)TDI主要生產(chǎn)和14家應(yīng)用廠家進行了生產(chǎn)操作時現(xiàn)場車間空氣中TDI濃度的測定，除個別一、兩家因通風系統(tǒng)不好超標外，其余均達到國家標準。應(yīng)當說塑膠跑道的生產(chǎn)在我國已有20多年了，從材料到技術(shù)已經(jīng)過關(guān)，完全達到了相關(guān)的規(guī)定標準。

 

而在聚氨酯塑膠跑道施工現(xiàn)場，即使是操作工人也為接觸到大量單體 TDI，操作工人使用的甲組分料是在工廠里已將單體TDI轉(zhuǎn)換為預(yù)聚體，而這種預(yù)聚體是不含或含很少量單體TDI的聚合物，這種預(yù)聚物（甲組分）和乙組分的混合又是在露天環(huán)境下，周圍空氣中TDI濃度應(yīng)該比TDI生產(chǎn)灌裝車間、軟質(zhì)聚氨酯泡沫生產(chǎn)線要少得多。因此至今尚未報道聚氨酯塑膠跑道在施工時發(fā)生工人TDI中毒事件。鋪裝好的聚氨酯塑膠跑道一般2~3天，最多7天完全固化，在此過程中即使有很少量的TDI揮發(fā)到空氣中也將與空氣中的水分完全反應(yīng)掉。通過對國內(nèi)一些廠家鋪裝好的塑膠跑道進行檢測，大部分產(chǎn)品不含或含有很少量的單體TDI,不會引起人體中毒。

 

過去國際國內(nèi)都缺乏對聚氨酯塑膠跑道的國家質(zhì)量檢測標準。此次我們參照國際上有關(guān)TDI材料的檢測辦法和標準，再參考國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局2001年12月10日發(fā)布的《室內(nèi)裝飾材料溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》以及國家體育總局2003年9月發(fā)布的《人工材料體育場地使用要求及檢驗方法第1部分》：室外合成面層田徑場地（征求意見稿）中對合成跑道施工過程中產(chǎn)生的游離甲苯二異氰酸酯游離指標不超過0.7%的規(guī)定（日本等國家對甲組分中單位TDI含量要求小于1%），對塑膠跑道甲組分中單位TDI則沒有做限量規(guī)定。北京市理化分析測試中得出的結(jié)論是：“從實驗數(shù)據(jù)結(jié)果表明”，沒有社會有關(guān)媒體跑道及有關(guān)體育專家提出TDI材料的存在，該材料僅在塑膠跑道生產(chǎn)中的原材料中部分存在，在現(xiàn)場施工中已經(jīng)基本完成反應(yīng)，各成品樣塊中均未檢測出。因此有關(guān)跑道中含TDI 揮發(fā)性化學物質(zhì)影響人體健康問題的報道是不科學的。最近中國田徑協(xié)會田徑場地人工合成面層檢測實驗室提供的檢查結(jié)果，也顯示了塑膠跑道安全無毒。國家田徑協(xié)會田管中心副秘書長陳雷說：目前環(huán)保部門還沒有介入塑膠跑道的化學指標檢測中來，是因為在我國還沒有發(fā)生過聚氨酯塑膠跑道的施工或使用過程中的傷害事件。雖然目前國際上關(guān)于TDI在塑膠跑道應(yīng)用中的毒性問題一直是個爭論中的問題，但是還沒有任何國家（包括歐盟和美國）立法限制使用TDI，不過確有國外的個別社會團體在建議減少或不使用含TDI的材料，鼓勵開發(fā)使用更環(huán)保的新材料。

 

四、有關(guān)塑膠跑道待解決的問題

 

關(guān)注工程設(shè)計質(zhì)量，設(shè)計質(zhì)量是聚氨酯塑膠跑道和pu塑膠面層工程質(zhì)量的基礎(chǔ)。目前，體育工程圖紙設(shè)計還沒有專業(yè)的體育工程設(shè)計單位，大多以建筑工程設(shè)計院設(shè)計圖紙為藍圖。任何設(shè)計有必須以勘察現(xiàn)場為基礎(chǔ)以匯總各方面意見為條件。以符合體育運動原味為前提，然而，也有例外，如：田賽場地位置安排不當，比賽互相干擾，更甚者還有整個場地向一個方向排水，這樣的塑膠場地不符合運動原理，因此，不能進行大型體育比賽。