Chemia i Biznes

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Mogą Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce prywatności Cookies"

Rozumiem i zgadzam się

Konfiguracja makiety

Tworzywa sztuczne w sporcie

2016-10-20  / Autor: Dominik Wójcicki

Uważna obserwacja tegorocznych letnich Igrzysk Olimpijskich pozwoliła zobaczyć, jak bardzo współczesny sport polega na osiągnięciach dostarczanych przez przemysł chemiczny, rynek tworzywowy i kompozytowy.

Technologia kontra natura
Postęp technologiczny, którego odbicie znajdujemy m.in. w branży tworzyw sztucznych od wielu lat odgrywa w zawodowym sporcie dokładnie taką samą rolę, jak coraz lepszy monitoring sportowców pod kątem medycznym, czy też ich dbałość o prawidłową dietę. Nie do powtórzenia jest już choćby jeden z najsłynniejszych olimpijskich obrazów, kiedy to w 1960 r. w scenerii nocnego Rzymu, rozświetlonego blaskiem elektrycznych latarni i ognia z pochodni, etiopski biegacz Abebe Bikila wygrywał maraton. Trasę o długości 42 km, biegnącą wzdłuż antycznych budowli, m.in. przy Placu na Kapitolu, pokonywał boso i był to z jego strony wybór absolutnie świadomy.

Dzisiaj, po upływie ponad pół wieku, przykład ten co najwyżej bawi, gdyż trudno wyobrazić sobie mistrza olimpijskiego na bosaka. Produkcja sportowego obuwia stała się interesem przynoszącym koncernom wielomiliardowe zyski, a jednocześnie wykreowała front, na którym trwa zacięta walka technologiczna między potężnymi firmami odzieżowymi. Takich potentatów, jak Nike, Puma, czy Adidas właściwie nie trzeba nikomu przedstawiać i zwyczajnie nie pozwoliłyby one, aby boso biegnący zawodnik ukończył maraton, nie mówiąc już o jego wygranej, gdyż byłby to potężny cios wymierzony w ich wizerunek.

W zamian za to w laboratoriach tych koncernów powstają coraz to nowsze rozwiązania, których celem jest maksymalizowanie potencjału sportowców. Tworzywa sztuczne odgrywają tu rolę pierwszoplanową. To choćby pianka EVA, która jako spieniony kopolimer etylenu i octanu winylu o ciężarze 100 kg/m3, wykorzystywana jest w produkcji podeszw butów przeznaczonych do wyczynowego biegania. Dodatkowo na etapie projektowania takiego obuwia jest ona wzmacniana specjalnymi amortyzatorami polimerowymi, chroniąc w ten sposób stopy sportowców i stanowiąc wsparcie dla mięśni ich nóg. Pianka wyparła poliuretan, który wcześniej był wykorzystywany jako podstawowy element obuwia biegaczy. Jej stosowanie stało się powszechne od lat 80. ubiegłego wieku i od tego czasu jest to rozwiązanie stale udoskonalane.

W tej chwili hitem jest innowacyjny materiał amortyzujący o nazwie handlowej Boost. Powstał on za sprawą współpracy producenta obuwia z koncernem BASF. Największa firma chemiczna świata dostarczyła spieniony poliuretan termoplastyczny wytwarzany w procesie spieniania materiału startowego, czyli granulatu TPU. Po obróbce wstępnej, pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury, granulki liczące ok. 5 mm średnicy wybuchają. Jak tłumaczy BASF, w trakcie tego procesu objętość granulek zwiększa się dziesięciokrotnie i tworzą się spienione owalne granulki z zamkniętymi komórkami uwięzionego w nich gazu. Zamknięte komórki z powietrzem sprawiają potem, że lekkie granulki piankowe stają się bardzo elastyczne i zapewniają odpowiednią sprężystość. Im więcej powietrza zawierają, tym większy jest efekt odbicia i odzysk energii przynoszony przez obuwie. Przedstawiciele BASF dodają przy tym, że do wyprodukowania jednej podeszwy potrzebne jest 2,5 tys. mikrogranulek. Jednocześnie jednak, aby uzyskać żądaną formę produktu, granulki poddawane są działaniu gorącej pary. W procesie tym ich zewnętrzna warstwa ulega stopieniu, co pozwala na łączenie ich do określonego i stabilnego kształtu. W ramach tych czynności wewnętrzna struktura komórek powietrza pozostaje nienaruszona.

W konsekwencji zatem podeszwa środkowa buta wykonana z tworzywa BASF może być sprężana do ekstremalnego poziomu: o blisko połowę swojej objętości pod ciśnieniem dwóch barów. Cecha ta odgrywa największą rolę w przypadku amortyzacji wstrząsów działających na stopę podczas długiego biegu. W momencie ustąpienia nacisku, pianka błyskawicznie powraca do swojego pierwotnego kształtu. W ten sposób podeszwa absorbuje energię biegacza, aby następnie zwrócić dużą jej część. Tak wysoki poziom sprężystości pojedynczych granulek sprawia, że buty biegowe stają się swoistymi magazynami energii.

Przeprowadzono już specjalny monitoring tego, jak tworzywo piankowe wykorzystywane w nowych butach zachowuje się w różnych temperaturach w porównaniu ze standardową pianką EVA. Analizy udowodniły, że za sprawą materiału wykonanego z tworzywa BASF pianka Boost jest trzy razy bardziej odporna na zmiany temperatur od standardowego materiału EVA, zapewniając w ten sposób komfort biegu i osiągi w wysokiej amplitudzie temperatur.

 

Ten opis doskonale pokazuje zatem, jak – przynajmniej w opinii producentów obuwia – dostarczany przez nich sprzęt powstały w oparciu o tworzywa sztuczne wpływa na możliwości startowe sportowców.

I dopowiedzieć trzeba już tylko, że w 1960 r. wspominany złoty medalista Igrzysk Olimpijskich w Rzymie Bikila Abebe przebiegł maraton w czasie dwóch godzin szesnastu minut i piętnastu sekund, podczas gdy triumfator maratonu z igrzysk w Rio de Janeiro Eliud Kipchoge uczynił to w czasie dwóch godzin, ośmiu minut i czterdziestu czterech sekund. Po 1960 r. odbyło się 14 olimpijskich maratonów. Tylko w 1968 r. zwycięzca pobiegł wolniej niż bosonogi triumfator z Rzymu.

Zwycięski poliuretan
Poliuretan nie tylko przy okazji produkcji obuwia sportowego jest tym typem tworzywa sztucznego, które znalazło największe uznanie w produkcji asortymentu sportowego. Kontynuując wątek związany z lekkoatletyką, konieczne trzeba podkreślić znaczenie poliuretanu choćby przy budowie bieżni lekkoatletycznych. Współcześnie przy ich opracowywaniu standardem jest wykorzystywanie nawierzchni poliuretanowych typu tartan, gdyż tylko takie zyskują certyfikat IAAF, czyli Międzynarodowej Federacji Lekkoatletycznej. Są bezspoinowe, dostępne w wersji przepuszczalnej lub nieprzepuszczalnej dla wody oraz charakteryzują się jednolitą strukturą. Powstają z wysokojakościowych lepiszczy i mas poliuretanowych oraz granulatów kauczukowych SBR i EPDM o niskim ciężarze własnym, z których tworzy się wierzchnią warstwę w postaci posypki. Układane są wielowarstwowo, a ich grubość waha się w przedziale 14-30 mm. Stosowany w nich poliuretan musi posiadać odpowiednią odporność na działanie mikroorganizmów i środków chemicznych, a także zapewniać m.in. wysoką elastyczność, dobre tłumienie energii udarowej, wysoki współczynnik tarcia, efektowny i kolorowy wygląd oraz odporność na kolce lekkoatletyczne. W Europie dominującym producentem certyfikowanych nawierzchni lekkoatletycznych jest m.in. Conica. Na polskim rynku można jednak spotkać wielu rodzimych wytwórców.

Poliuretan jest ponadto tworzywem, bez którego nie może się obejść piłka nożna i judo.

W przypadku futbolu zapoczątkował rewolucję, jaką było odejście od dawnych skórzanych piłek. Po raz pierwszy zastosowano ten materiał w 1986 r., opracowując piłkę Azteca na mundial w Meksyku. Był to zresztą początek współpracy Adidasa, dostarczającego futbolówki na wszystkie najważniejsze imprezy piłkarskie świata i koncernu Bayer MaterialScience (obecnie Covestro), specjalizującego się w produkcji tego typu tworzywa.

Aktualnie stosowane piłki powstają w oparciu o bezszwową technologię produkcji. Używana choćby w czasie Euro 2016 futbolówka składała się z sześciu wyprofilowanych paneli poliuretanowych, połączonych technologią klejenia na gorąco. Jej zewnętrzne warstwy zapewniały wytrzymałość produktu na czynniki zewnętrzne i ścieranie. Warstwa środkowa, o właściwościach przyczepnych, łączyła część z tkaniny z kolejnymi warstwami. Następną, o grubości jednego milimetra, była pianka poliuretanowa zawierająca miliony mikrokomórek wypełnionych powietrzem. Jej elastyczność powoduje, że po kopnięciu futbolówka natychmiast była w stanie odzyskać kulisty kształt. Co równie ważne, to poliuretan sprawił, że dzisiejsze narzędzie pracy piłkarzy nie chłonie wody, przez co nie zmienia wagi podczas użytkowania na mokrym boisku, co jeszcze kilka dekad temu w przypadku piłek ze skóry było problemem. Innym materiałem ropopochodnym używanym w ramach produkcji piłek jest też kauczuk butylowy. To z niego wykonuje się wewnętrzną część piłek, czyli tzw. pęcherz (balon).


CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 5/2016 "CHEMII I BIZNESU". ZAPRASZAMY



tworzywa sztuczneBASFpoliuretanyrynek kompozytowy

Podoba Ci się ten artykuł? Udostępnij!

Oddaj swój głos  

Ten artykuł nie został jeszcze oceniony.

Dodaj komentarz

Redakcja Portalu Chemia i Biznes zastrzega sobie prawo usuwania komentarzy obraźliwych dla innych osób, zawierających słowa wulgarne lub nie odnoszących się merytorycznie do tematu. Twój komentarz wyświetli się zaraz po tym, jak zostanie zatwierdzony przez moderatora. Dziękujemy i zapraszamy do dyskusji!


WięcejNajnowsze

Więcej aktualności



WięcejNajpopularniejsze

Więcej aktualności (192)



WięcejPolecane

Więcej aktualności (97)



WięcejSonda

Czy polski przemysł chemiczny potrzebuje dalszych inwestycji zagranicznych?

Zobacz wyniki

WięcejW obiektywie