世界杯運(yùn)動(dòng)員一身高科技裝備離不開化學(xué)工業(yè)

《全球涂料網(wǎng)訊》

這段時(shí)間，相信很多人在下班吃完飯后，就守在了電視機(jī)前，為自己支持的球隊(duì)加油助威。在享受全世界最高水平足球賽事的同時(shí)，大家可能不知道，成就一場精彩足球比賽的，除了運(yùn)動(dòng)員、教練員、裁判員和球迷以外，還有化學(xué)工業(yè)的貢獻(xiàn)。足球本身的發(fā)展就是材料科學(xué)發(fā)展的縮影，人造草皮助推了足球運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步推廣和發(fā)展，而足球運(yùn)動(dòng)員一身的高科技裝備，更是依賴著化學(xué)工業(yè)。

在欣賞最高水平球賽，亦或是在自己踢球的時(shí)候，大家有沒有想過，足球是用什么材料做的?電視解說員經(jīng)常會(huì)管足球叫“皮球”，它們真的是皮做的嗎?

實(shí)際上，在足球運(yùn)動(dòng)剛剛發(fā)展起來的時(shí)候，材料技術(shù)就成為了其走向規(guī)范化、成為一項(xiàng)正式體育運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。這是因?yàn)�，一�?xiàng)球類運(yùn)動(dòng)能不能走向規(guī)范化，取決于能不能找到一種材料，使球能夠在規(guī)定時(shí)間里保持尺寸、重量和內(nèi)壓的穩(wěn)定，不被踢壞;同時(shí)，這種材料要保證球能夠在全球各個(gè)地方都按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來。在過去，人們是用動(dòng)物的膀胱、胃等充好氣，然后包上皮革，踢來踢去。顯然，這樣的足球很容易被踢壞，不能滿足足球運(yùn)動(dòng)廣泛推廣的要求。

隨著競技水平的不斷提高，現(xiàn)代足球運(yùn)動(dòng)對(duì)于球的氣密性要求越來越高，常用于汽車和飛機(jī)輪胎內(nèi)胎的丁基橡膠就成為了足球內(nèi)膽的首選材料。不僅如此，丁基橡膠還擁有出色的防水性和耐熱性，這也使得今天的足球可以在各種場地和環(huán)境下保持穩(wěn)定的形態(tài)。

不過，足球不能只有內(nèi)膽，畢竟單純的橡膠球踢起來也很不舒服。在19世紀(jì)中后期，足球制造商在橡膠內(nèi)膽的外面，加上了真皮制的外層，這些足球也成為了最早的規(guī)范化足球形象，這時(shí)的足球，可以說是真正意義上的“皮球”。不過，這樣的處理也有明顯的問題：真皮容易吸水，如果在雨天踢球，足球會(huì)變得越來越重，用腳踢球和用軀干部位停球的時(shí)候還好，等到需要用頭頂球的時(shí)候，蓄水的皮球和頭發(fā)生碰撞，那滋味真心不好受。

根據(jù)英國的一項(xiàng)調(diào)查，早期足球運(yùn)動(dòng)員飽受癡呆癥困擾，這其中就有用真皮足球的原因。然而，因?yàn)楫?dāng)時(shí)合成材料的發(fā)展還無法滿足足球運(yùn)動(dòng)的需求，真皮做的足球一直用到了20世紀(jì)70年代。

1974年，阿迪達(dá)斯聯(lián)手當(dāng)時(shí)的拜耳材料公司(也就是現(xiàn)在的科思創(chuàng))，開發(fā)出了聚氨酯足球外層材料，并用在了當(dāng)年的世界杯上。這種材料使足球具有了更好的彈性，而且不吸水、不腐壞，成為足球外層材料當(dāng)仁不讓的首選。到了1986年世界杯，真皮材料就徹底退出了世界杯舞臺(tái)。

本次俄羅斯世界杯用球名為“Telstar 18”，采用的是三元乙丙橡膠(EPDM)聚合技術(shù)，原料提取自甘蔗，還有效減少了碳?xì)浠�合物排放，做到了天然無污染。

實(shí)際上，我們在電視上看到的足球比賽，絕大多數(shù)都是在天然草皮球場上進(jìn)行的。不過，這也帶來了一個(gè)問題，天然草坪球場需要專人進(jìn)行定期維護(hù)，澆水、修剪、除蟲，如果一些地區(qū)太熱、太冷、太干、太濕，都無法保證天然草皮的正常維護(hù)，運(yùn)營成本會(huì)大幅提高。這對(duì)于一些學(xué)校、社區(qū)和公共場所的球場來說就很不切實(shí)際了。那么，平時(shí)的足球比賽和訓(xùn)練在哪里進(jìn)行呢?天然草皮的維護(hù)費(fèi)用這么高，怎樣讓足球運(yùn)動(dòng)更好地向大眾推廣呢?

相信大家都已經(jīng)想到答案了。沒錯(cuò)，這個(gè)時(shí)候，人造草皮就顯現(xiàn)出了它的用武之地。所謂人造草皮，是將仿草葉狀的合成纖維，植入機(jī)織的基布上，背面涂上起固定作用的涂層。

人造草皮由基礎(chǔ)層、緩沖層和草皮層組成�；�礎(chǔ)層是由夯實(shí)土層、碎石層和瀝青或混凝土層組成。基礎(chǔ)層之上是一層緩沖層，通常為橡膠或泡沫塑料組成。橡膠彈性適中，厚度3~5毫米。泡沫塑料成本較低，但是彈性差，因此厚度需要達(dá)到5~10毫米。緩沖層要牢固地粘貼在基礎(chǔ)層上，一般用白乳膠或萬能膠粘貼。人造草皮的表層即為草皮層，根據(jù)表面形狀分為絨毛草皮、圓環(huán)形卷曲狀尼龍絲草皮、葉狀聚丙烯纖維草皮、尼龍絲編制的透水草皮等，主要使用的材料是聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺等，也必須用乳膠粘在橡膠或泡沫塑料上。

相對(duì)于天然草皮，人造草皮性能相近，且耐候性強(qiáng)、適用范圍廣、養(yǎng)護(hù)成本極低，非常適合那些不適合種植天然草皮的地區(qū)和場所使用，也有利于大眾健身。因?yàn)槿嗽觳萜さ倪@種特點(diǎn)，國際足聯(lián)也十分愿意推廣人造草皮。在冬季漫長的冰島和在高原氣候的不丹，當(dāng)?shù)鼐�建立了鋪設(shè)人造草皮的球場，這也幫助冰島和不丹等國足球?qū)嵙ρ杆偬岣摺?015年的女足世界杯，成為第一個(gè)使用人造草皮的國際賽事。我們身邊的球場，絕大多數(shù)使用的都是人造草皮。

不過，人造草皮也有很多缺點(diǎn)，還無法替代天然草皮。首先，天然草皮有顯著的降溫作用，而人造草皮沒有，夏季比賽時(shí)，人造草皮球場會(huì)非常熱;其次，人造草皮的“草種”比天然草皮更硬，這加劇了運(yùn)動(dòng)員皮膚被劃傷的危險(xiǎn)。此外，足球在天然草皮上的彈性更小、滾動(dòng)速度更快，更利于球員控球。因此，一些足球運(yùn)動(dòng)員也成為人造草皮的反對(duì)者。

根據(jù)國際足聯(lián)的規(guī)定，足球運(yùn)動(dòng)員的裝備由球衣、短褲、球襪、球鞋和護(hù)腿板組成，如果是守門員，還需要佩戴手套。而這些裝備的制作基本都離不開高技術(shù)含量的化工產(chǎn)品。

就拿球衣和球褲來說，現(xiàn)代的球服要求能夠最大限度地幫助球員散熱、排汗，而運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)常出現(xiàn)的拼搶和拉拽又要求球衣有很好的彈性。這樣一來，傳統(tǒng)的天然面料就無法勝任。當(dāng)合成樹脂行業(yè)發(fā)展起來以后，球衣面料迅速拋棄了羊毛和棉，轉(zhuǎn)而使用滌綸和尼龍。今天，高檔球衣的面料使用的是萊卡，這是一種聚氨酯纖維(氨綸)。這種材料擁有極好的彈性，不易吸水，且能與其他面料混紡，成為了運(yùn)動(dòng)員球衣的首選面料。

2018世界杯賽事期間，球員的運(yùn)動(dòng)衣有60%左右都是由礦泉水瓶再利用加工而成。這種塑料抽取環(huán)保紗制作的環(huán)保球衣，不僅輕便透氣，更是能快速排汗。

再來看看足球鞋，它由3部分組成，即鞋面、鞋底和鞋釘。一直以來，袋鼠皮都是頂級(jí)球鞋鞋面材料的首選。而隨著近年來合成材料行業(yè)的發(fā)展，滌綸、錦綸的超細(xì)纖維復(fù)合材料正在成為鞋面材料的新寵。目前，頂級(jí)合成材料已經(jīng)可以克服天然皮革吸水、不耐磨的缺點(diǎn)，還能繼承天然皮革的所有優(yōu)點(diǎn)，且更耐用、原料成本更低。

鞋底材料則主要為熱塑性聚氨酯(TPU)，具有堅(jiān)韌、耐磨和造價(jià)低的特性，非常符合足球鞋高強(qiáng)度對(duì)抗的要求。如果覺得TPU材料重，更輕但對(duì)抗性能稍差的尼龍也是不錯(cuò)的選擇。

鞋釘材料則比較講究了，根據(jù)使用場地和氣候的不同，鞋釘材料也有不同的選擇。對(duì)于通常在天然草皮踢球的職業(yè)運(yùn)動(dòng)員來說，鋼釘和橡膠長釘是最常見的。

我們再來看看守門員手套，它可不是普通的針織品，手套的技術(shù)核心所在就是掌面材料，一般是利用天然橡膠和特定的合成橡膠組合起來的，其厚度為3~4毫米，要求具有很強(qiáng)的黏性和摩擦系數(shù)，可以幫助守門員更好抓住飛過來的皮球。在這些材料發(fā)展起來以前，守門員其實(shí)很少戴手套。如果我們在世界杯上看到“黃油手”，請記住，這一定是守門員的錯(cuò)。