人造草坪指南

技术与创新

请阅读产品指南中有关人造草坪使用相关的内容,作为参考

气体褪色

在聚合物领域,聚乙烯变色是众所周知的现象。一般表现为变黄、变粉或气体褪色。材料的变色一般为产品聚合物中酚类抗氧剂自氧化所引起。

生产商在树脂中添加此类酚类抗氧剂,目的是在加工和使用过程中对聚合物进行保护和稳定。聚合物变色只是外观的变化,不会影响产品的物理特性。

导致聚乙烯变色的原因有很多,从不当包装到原料成分不合理都可能是变色的原因,但最常见的原因是大气污染物(例如氮氧化物)的水平过高。高水平的氮氧化物一般由叉车或仓库中的加热器等气体排放引起。

空气中的氮氧化物(即便是浓度很低的情况下)也会与聚合物中的酚类抗氧剂之间发生化学反应,导致聚合物变色。因聚合物成分的不同,变色范围从黄色至红色不同。随着氮氧化物接触程度的提高和聚合物中酚类抗氧剂的浓度的增加,变色也更加严重。影响变色程度的其他因素还包括二氧化钛(用作白色颜料)和基础添加剂(PH值较高)的使用情况。上述化学反应可发生在聚合物的任何形态之间,包括颗粒原料、成型部分、挤出薄膜和纱线。白色产品一般会变粉,因为产品使用了二氧化钛作为颜料。

这些化学反应具有可逆性,只要将材料置于紫外线或日光下,变色即可消除。这意味着,在绝大多数情况下,在室外球场完成铺设后白色纱线变粉的情况会自然消失。然而,在铺设室内人造草坪时,需在铺装前把人造草平毯置于阳光下来消除变粉现象,此外还需尽量避免室内人造草坪接触上文所述废气污染物。

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紫外线稳定性

众所周知,塑料和聚烯烃在阳光照射下很容易降解,此降解称之为光降解。一般光降解过程产生的原因是聚合物/产品中的聚合体链发生断裂。除非向聚合物中添加稳定剂,否则循环链式反应将加速。最终光降解会导致纱线开裂、灰化、变色以及物理性质的丧失。

特别是日光中不可见的紫外线是聚合物光降解的主要原因。紫外线波长较短,占日光光线的5%。阳光中紫外线辐射谱分为三类:UVA、UVB和UVC。到达地球面层的紫外线辐射98%以上为UVA,而UVB和UVC被臭氧层吸收。尽管UVC被臭氧全部吸收,但仍有少量的UVB到达地球面层。因为波长很短,这部分UVB辐射具有很强的光降解侵蚀性。

为了测试聚合物的紫外线稳定性,最现实的办法是在室外进行自然风化,但此试验非常耗时。目前已经能够利用人造光源开发出几种风化试验方法,进行加速风化试验。通过这些试样方法可预测产品的紫外线稳定性(原本需要多年才能验证)。一般加速风化试验采用三种人工风化光源进行,即UVA、UVB和氙。这些光源和日光的光谱关系见下表。

光源

与日光对比

UVA

对应太阳光谱的UV段,非长波波段(可见光和红外线)

UVB

与UVA相比,波长较短。该光源光谱还包括地球面层上太阳辐射中不包含的短波长波段。这些波长对于聚合物具有很强的侵蚀性。

Xenon

氙气灯可对日光进行最佳模拟。如果合理应用,其辐射与日光接近。

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冬季使用

人造草坪的主要优点之一是可全天候使用。尽管上述优点在众多方面属实,但仍有一些恶劣气候条件会对人造草坪面层的比赛性能和安全性产生不利影响。

低温阻力

人造草坪面层的温度阻力取决于人造草纤维所用的基础材料。聚丙烯人造草纤维不宜用在0℃(32°F)以下的气象条件下。一般来说,橡胶填充场地采用聚乙烯人造草纤维,这种基础材料可使场地在寒冷气候条件下(-20℃/-4°F)仍可使用。然而,比赛面层要比零度温度以上时更加坚硬。

雪天使用

原则上,冰、雪不会对人造草坪面层产生危害,能够自然融化。然而,在雪天条件下使用场地时需遵循一些特殊规则。在覆盖冰雪后,橡胶填充场地虽然仍可使用,但使用场地时会将冰雪压实。这意味着冰雪融化需要花费更长时间,且雪一旦压实则不能从场地彻底清除。同时,雪可能会产生一层冰,草纤维会冻结在冰层中。此时清除冰层会损坏草纤维。但只要在比赛前采用正确方式将场地上覆雪清理干净,则可以放心使用。此外,使用扫帚或雪铲清雪会损害草坪。如果不得不使用雪铲,雪铲材质宜为木质或塑料,或配有橡胶条尽可能避免损坏草坪。使用吹雪扇清雪不会对纤维造成损害,因此建议使用此方法。请注意,在清雪的同时,一些填充材料也会一起被清除掉。因此,在天气允许的情况下宜尽快回填、补充。

黑冰和冰雪融化

在结冰或冰雪融化条件下,不能使用人造草坪场地。结冰以及冰雪融化使场地湿滑,会增加运动员受伤的风险。在黑冰上比赛也会损害草纤维。在冰雪融化期间,场地部分区域已经融化但其他区域仍处于冰冻状态时,如果地基仍然处于冻结状态,场地上可能会有积水。在此条件下比赛,会造成场地变形,还会引发运动员严重损伤。在场地面层部分融化、部分冻结的情况下,比赛场地面层会不一致。但运动员不能预料此点,因此在此天气条件下比赛很危险。场地宜在完全融化后使用。

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蠕变和“跳线”

人造草坪系统中,簇绒草坪毯的底衬可保证其强度和尺寸稳定性,对于人造草纤维的簇绒锁定起到重要作用。因此,选择合适的底衬对于草坪的长期性能和耐用性非常重要。

人造草坪系统最常见的问题是“跳线”。在恒定应力的影响下,底衬会慢慢变形,草坪毯也会出现拉伸。这些效应是由于底衬的粘弹性蠕变引起的。

聚丙烯和聚乙烯等粘弹性材料会出现蠕变现象。蠕变是指在应力影响下固体材料出现缓慢永久变形的倾向。

增加人造草坪蠕变的情况如下:

  • 草坪毯和基层的摩擦系数较低
  • 场地中部与两侧的高度存在较大偏差

为了尽量减少人造草坪系统出现蠕变,选择满足应用需求的底衬至关重要。运动员动作激烈、冲撞猛烈的场地,如橄榄球场地,需要使用尺寸稳定性较高且具有抗蠕变能力的底衬。带有玻璃纤维网布的底衬是满足此类应用的最佳选择。因为玻璃纤维不容易发生蠕变,并可大大增加底衬的尺寸稳定性。与平纹编织物相比,更具尺寸稳定性的其他底衬为多层底衬和聚酯底衬。

选择合适底衬主要取决于应用需求,并应结合其他系统组成部分的情况在综合权衡后确定。

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