为什么塑胶跑道是软的

塑胶跑道是一种被广泛应用于体育场、运动场等场所的地面材料。相比于其他材料，如水泥、沥青等，塑胶跑道的最大特点就是它的柔软性。那么，为什么塑胶跑道是软的呢？这既是一个科学问题，也是一个技术问题。本文将从材料学、物理学、化学等角度探究这个问题。 一、材料学角度：材料的硬度与柔软度 材料学是研究材料的性质、结构、制备、加工、应用等方面的学科。从材料学角度来看，材料的硬度与柔软度是由其分子结构和分子间相互作用力所决定的。 塑胶跑道的主要成分是聚氨酯和乙烯基乙烯酸酯共聚物，这两种材料都是由分子链构成的。聚氨酯分子链中含有大量的酯基和脲基，这些基团之间的氢键相互作用力较强，因此聚氨酯的硬度较大。而乙烯基乙烯酸酯共聚物分子链中含有大量的酯基和酸基，这些基团之间的相互作用力较弱，因此乙烯基乙烯酸酯共聚物的硬度较小。 在制备塑胶跑道的过程中，聚氨酯和乙烯基乙烯酸酯共聚物被混合在一起，并加入一定量的填充剂、增塑剂、稳定剂等辅助材料。这些辅助材料的加入可以改变材料的分子结构和分子间相互作用力，从而影响材料的硬度和柔软度。例如，加入一定量的填充剂可以增加材料的硬度，而加入一定量的增塑剂可以降低材料的硬度，使其更加柔软。 因此，从材料学角度来看，塑胶跑道之所以是软的，是因为在制备过程中加入了一定量的增塑剂，使其分子间相互作用力减小，从而降低了材料的硬度。 二、物理学角度：弹性模量与柔软度 物理学是研究自然界基本规律的学科。从物理学角度来看，材料的柔软度与其弹性模量有关。 弹性模量是材料在受到外力作用时，单位应变下所受的应力与单位应变之比。弹性模量越大，材料就越硬，反之则越柔软。塑胶跑道的弹性模量一般在1.5MPa~4.5MPa之间，这与其柔软度密切相关。 在运动场等场所使用塑胶跑道时，人们需要在其上进行跑步、跳跃等运动。如果塑胶跑道太硬，会对运动员的关节和骨骼造成较大的冲击力，容易导致运动伤害。因此，为了保护运动员的健康，塑胶跑道需要具有一定的柔软度，以减少运动时对身体的冲击。 从物理学角度来看，塑胶跑道之所以是软的，是因为其弹性模量较小，可以减少运动时对身体的冲击。 三、化学角度：材料的交联度与柔软度 化学学是研究物质的结构、性质、合成、变化等方面的学科。从化学角度来看，材料的柔软度与其交联度有关。 交联是指分子链之间的化学键连接，可以使材料的分子结构更加稳定，从而增加其硬度。塑胶跑道的交联度一般较低，这也是其柔软度较大的原因之一。 在制备塑胶跑道时，为了增加其交联度，可以加入一定量的交联剂。交联剂可以在材料中形成交联结构，从而增加材料的硬度。但是，如果加入过多的交联剂，会使材料变得过于硬，不利于运动时对身体的保护。因此，在制备塑胶跑道时需要掌握好交联剂的用量，使其既能增加材料的硬度，又能保持一定的柔软度。 因此，从化学角度来看，塑胶跑道之所以是软的，是因为其交联度较低，可以减少材料的硬度，增加其柔软度。 综上所述，塑胶跑道之所以是软的，是由于其分子结构、分子间相互作用力、弹性模量、交联度等多种因素的综合作用。在制备塑胶跑道时，需要掌握好这些因素的关系，以获得理想的柔软度和硬度。对于运动场等场所的使用者来说，选择一款柔软度适中的塑胶跑道可以更好地保护身体，提高运动效果。