改变世界的聚氨酯，让世界杯足球飞得更漂亮！

从1986年墨西哥世界杯比赛中使用的球开始，聚氨酯第一次进入足球制造领域，从而开启了足球制造史上的一次巨大变革。

今天的Telstar 18仍然闪耀着聚氨酯的光芒。为什么，Telstar 18不是由生物基三元乙丙橡胶制成的吗？是的，但是它只是直接在Telstar 18球皮下面的海绵橡胶层的主要成分。海绵橡胶层用作足球的压缩成型垫(缓冲垫)，海绵橡胶层最重要的功能是弹性和回弹性。

Telstar 18的表层由两层不同厚度的聚氨酯致密层组成。位于最内层的是由数百万个充气微孔组成的聚氨酯泡沫层。虽然泡沫层的厚度只有1毫米，但其良好的弹性可以使足球在变形后迅速恢复到原来的状态。

聚氨酯是如何发明的？世界杯足球赛有什么样的“命运”？

2018年世界杯足球赛(网络地图)

“第五大塑料”的诞生

说到塑料，你肯定会说我对这种材料太熟悉了。然而，你听说过聚氨酯吗？也许，有些人不熟悉它。实际上，尽管它的名字有点生疏，也许你正在使用它！

你可能听说过广泛使用的泡沫塑料。事实上，聚氨酯产品有很多种，包括软、半硬和硬泡沫塑料，它们有不同的应用领域。

聚氨酯是德国科学家奥托·拜尔(1901982)发明的。奥托·拜尔是德国化学家、聚合物科学家和工程师，沃纳·冯·西门子环奖获得者。

1933年，杜邦公司的卡罗斯发明了尼龙，这刺激了德国对类似产品的研发。1937年，奥托·拜尔博士首次发现聚氨酯可以通过多异氰酸酯和多元醇化合物的加聚来制备，为聚氨酯化学的发展铺平了道路。

奥托·拜尔展示他的聚氨酯发明(1952)

聚氨酯的全称是“聚氨酯”，是由异氰酸酯(单体)和羟基化合物聚合而成的一种新型有机高分子材料。它被誉为继聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯之后的“第五大塑料”。

硬质聚氨酯泡沫制造示意图(网络图)

1946年，美国开始研究硬质聚氨酯泡沫。该产品可用于飞机的夹层板零件。1952年，拜耳公司报道了聚酯软质聚氯乙烯泡沫的中试研究结果。

20世纪50年代末，中国聚氨酯工业开始起步，并在过去的十年中迅速发展。

无处不在的聚氨酯

由于聚氨酯含有强极性氨基甲酸酯基团，它不溶于非极性溶剂，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和附着力。它已广泛应用于冶金、石油、汽车、选矿、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建筑等领域。

硬质聚醚聚氨酯泡沫塑料具有重量轻(密度可调)、比强度大、绝缘隔音性能优越、电气性能好、加工工艺好、耐化学性好、吸水率低等理化性能，可用作冷库、冷柜、管道等领域的保温隔热材料，也可用作高层建筑、航空、汽车等领域的保温隔音材料。

硬质聚氨酯泡沫制造示意图(网络图)

软质聚酯聚氨酯泡沫塑料主要用作家具和车辆的各种缓冲材料，精密仪器的防震包装，服装、鞋帽、垫肩等的衬里。半硬质泡沫可用作仪表板、方向盘等。

同时，聚氨酯还具有优异的生物相容性，因此被广泛用作生物医用材料，如人工血管、人工骨、人工食管、人工肾、人工透析膜等。

见证体育的辉煌

聚氨酯的诞生是现代科技最重要的事件之一。正是它以不可思议的可变性为人类创造了许多奇迹。其中，体育产业是聚氨酯发明的有益领域之一。

首先是我们经常看到的塑料跑道。它具有弹性好、耐磨、防滑、色泽美观、场地干净、易于维护、平整均匀、能吸收振动、降低坠落伤害程度等优点。

塑料跑道又称全天候运动跑道，一般从下到上分为基层和塑料面层。橡胶表层通常由弹性聚合物材料组成，主要由聚氨酯材料组成，称为聚氨酯塑料跑道。据报道，运动员100米短跑在聚氨酯跑道上比在煤渣跑道上快0.2 ~ 1.03秒，而跳远成绩可提高20 ~ 30厘米。

聚氨酯塑料跑道(网络图)

还有曾在奥运会上大放异彩的“鲨鱼皮泳装2000”，它也是聚氨酯纤维材料的杰作。科学家发现鲨鱼在水中游得非常快的原因是鲨鱼的皮肤可以减少水流的摩擦，从而使身体周围的水流更有效。“鲨鱼皮泳装2000”采用弹性聚氨酯纤维材料制成，充分利用仿生学原理，可将水阻力降低3%，在游泳比赛中具有重要意义。

鲨鱼皮泳衣(网络图)

最后，我想谈谈最近非常热的世界杯。世界杯足球赛的升级从根本上取决于材料的进步，聚氨酯的发明将世界杯足球赛带入了一个合成材料的新时代。1986年，由于聚氨酯的引入，阿兹特克足球宣布真皮时代逐渐结束。

世界杯足球赛(网络地图)

在过去的30年里，不断变化的聚氨酯材料和技术不断将世界杯足球推向一个更完美的目标。今天，最新一代的聚氨酯材料将在2018年世界杯足球赛上大放异彩，展现非凡的操控性、飞行性和防水性。

聚氨酯足球30年(作者绘画)

聚氨酯已经经历了80年的发展，现在已经成为全球通用的技术产品。从家用冰箱的隔热材料到太空飞行服，从世界杯足球赛到运动鞋……聚氨酯正在成为改变世界的技术元素之一。

参考:

[1]普世界。“聚氨酯材料在俄罗斯世界杯足球赛中的应用”，中国化工网，201015。

[2]经济日报。足球引领高科技材料，Sohu.com，2018 -021。

[3]绍兴刘莉怡君。《聚氨酯树脂及其应用》，化学工业出版社，2002年。