随着体育设施的不断发展，塑胶跑道、操场由于出色的弹性可为足部和膝关节提供良好的缓冲性能，同时最大程度的减轻摔倒、跌落造成的伤害，被广泛应用于幼儿园、中小学校园等场所。
但自2014年开始，苏州、上海、深圳等地多所学校发生“异味跑道、异味操场”现象，有的甚至造成孩子流鼻血、过敏、头痛、恶心等症状，我们称之为“毒跑道”事件。
塑胶跑道原本是国际上公认的最佳全天候室外运动场地坪，怎么会成为孩子们的健康杀手呢？
今天我们就来揭开这“有毒跑道”的庐山真面目。
塑胶跑道一般由塑胶粘合剂、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒、颜料、助剂、填料等组成，其中橡胶填充粒子为塑胶跑道提供高弹性。
一、塑胶跑道可能包含哪些有毒物质？
目前，国内的塑胶跑道一般为聚氨酯材料，再辅以颜料、助剂等。质量合格的聚氨酯，一般不会挥发有害物质。
聚氨酯是用“聚醚多元醇”和“二异氰酸酯”这两种单体聚合起来的链状分子。就像铁链由小铁环连接而成，聚氨酯就相当于长铁链，这两种单体相当于一个一个独立的铁环。如果这两种单体完全聚合，那么聚氨酯本身并没有危害。
关键是劣质的聚氨酯内会残留较多这两种没有聚合完全的单体，而对人体有害的来源之一就是这两种单体。下面我们分别了解一下这两种单体对人体的危害。
1、残留杂质之一：聚醚多元醇
实际上，“聚醚多元醇”本身并没有什么危害，但是在其生成过程中会有一些杂质混入，比如我们熟知的甲醛等醛类物质，这些物质的挥发和粘附，能够刺激我们的呼吸道和皮肤，产生种种不适的感觉。
2、残留杂质之一：二异氰酸酯，本身有害
“二异氰酸酯”可以说是剧毒类的物质了，它具有强烈的刺激性气味，对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用。
它的蒸气被吸入后，会引起支气管炎、支气管肺炎和肺水肿；与皮肤接触后，可引起皮炎，与眼睛接触可引起严重刺激作用，如果不加以治疗，可能导致永久性损伤。
特别是对二异氰酸酯过敏的人，在接触后，会出现气喘、呼吸困难和咳嗽等症状。严重的话可引发眼红肿和化学性灼伤，也能破坏鼻粘膜、上呼吸道粘膜，甚至有可能导致化学损伤。
研究表明，二异氰酸酯对人体的造血功能有伤害，部分二异氰酸酯从业人员的血小板会减少。
二、如何降低塑胶跑道的危害？
降低塑胶跑道的危害，要从两种主要的有毒物质下手。
第一，减少聚醚多元醇中的醛类等有毒杂质，这样最终制备的聚氨酯中的有毒物质也会减少。
第二，减少二异氰酸酯的危害。这一点可以从两方面入手。一方面，在制备聚氨酯时尽可能聚合完全，这样就尽可能地减少二异氰酸酯的残留。另一方面，在制备聚氨酯时，选用二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）。
这是因为，二异氰酸酯类化合物有很多种，制备聚氨酯的二异氰酸酯主要是两类，一类是甲苯二异氰酸酯（TDI），一类是二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）。
但TDI是二异氰酸酯类化合物中毒性最大的一种，挥发性大，而MDI比TDI更稳定，挥发得更少，而且在呼吸吸入和皮肤吸收方面毒性较低，危害更小，所以MDI更适合用作来制备聚氨酯的原料。
不过，MDI比TDI的制备难度大，价格也要贵一些，所以有些承包商为了节省成本，多用TDI来制备塑胶跑道，这就增加了塑胶跑道有毒的可能性。
另外，塑胶跑道除了聚氨酯这种主要成分，还有其他的辅加原料，比如甲苯、二甲苯溶剂，铅盐类重金属催干剂等；为了增加塑胶跑道弹性，还有可能添加有毒的塑化剂，这种塑化剂严重时可致男性绝育。
三、绿色添加剂磷酸锆，打造“无毒”跑道！
塑胶跑道的关键在于聚氨酯材料！
磷酸（氢）锆作为一种近年发展起来的新型多功能介孔材料，是著名的层状固体酸材料之一。磷酸氢锆作为多功能材料在化学、光学、电子学、材料学、环境学等诸多领域具有巨大的潜在应用前景。
磷酸氢锆有以下性能优势：
1、具有α层状结构，是一种介孔材料。
2、具有高机械强度、高热稳定性、高化学稳定性。
3、隔氢隔氧、耐酸碱、可以抗氧化。
5、耐电离辐射
6、可以在不同层状结构之间加入不同尺寸分子的能力。
7、具有耐高温性，因此可以在高温下使用。
因此，将磷酸锆添加在聚氨酯材料合成过程中，可有效去除产品中的甲醛、氨、VOC、苯等有害气体，还能提升其抗摩擦性能、抗腐蚀性能、耐高温性能。完全能达到国家环保标准。
添加纳米载银磷酸锆的热塑性聚氨酯能有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。
随着纳米载银无机抗菌剂添加比例的上升，聚氨酯的抗菌性能明显提高。
当添加比例达到1.5％时，纳米抗菌聚氨酯对金黄色葡萄球菌抑菌率达到95．23％，对大肠杆菌的抑菌率达到92．92％
另外，磷酸锆也能协同提高聚氨酯类材料的阻燃性能，进一步提高跑道安全性能。
将两种无机阻燃添加剂相互结合，给聚氨酯弹性体阻燃提供了潜在可行性方案。
1、α-磷酸锆（α-ZrP）是一种无机的阳离子插层的层状材料，其本身具有比较大的比表面积，且具有优秀的固体酸催化性能和很高的热稳定性。将其作为纳米填料添加到聚合物材料屮，能够赋予聚合物复合材料优异的阻燃性能和热稳定性。
2、可膨胀石墨（EG）是另一种层状材料，一般其层间插有硫酸、硝酸或磷酸等酸性物质，在高温下，这些酸性物质能够与石墨碳层发生氧化还原反应，并产生 CO2等气体物质，使石墨片层膨胀，这种膨胀炭层，在一定程度上可以抑制聚合物的热解和燃烧。
通过离子交换法将十六烷基三丁基膦盐插入到 α-磷酸锆中制备了有机改性的 α-ZrP（OZrP），用以改善 α-ZrP 在聚合物基体中的分散性。然后将 OZrP 和 EG 共同添加到 PUE 中制备 PUE/OZrP/EG 复合材料（整个制备路线图如下）
结果表示，磷酸锆(O-ZrP) 和可膨胀石墨(EG)的加入均可以有效降低聚氨酯弹性体（PUE）复合材料的 热释放速率，两者都表现出较好的阻燃效果。
其主要是因为 EG 片层在高温下能够迅速膨胀，形成一种多孔且疏松的“蠕虫状”的炭层覆盖在材料表面，这种炭层能够起到隔热隔氧的作用，阻隔聚合物基体与燃烧区域的能量和物质交换，延缓PUE 的进一步热裂解，从而降低复合材料的热释放速率 。
而 OZrP 起阻燃作用，主要是由于一方面 OZrP 作为一种片层无机物，同样能够在燃烧过程中起到阻隔的作用。
另一方面，OZrP 在受热过程中，能够释放出表面吸附水和层间结合水，能够降低聚合物基材表面的温度和可燃性气体的浓度，延缓聚合物燃烧的速度。
更重要的是，OZrP 和插层的十六烷基三丁基膦盐在分解后产生的固体酸能够促进聚合物分解后的裂解产物成炭，而且这种固体酸能够对形成的炭层起到固定增强的作用，使炭层不易在燃烧过程中破裂，并最终对聚合物起到保护作用，提高聚合物的阻燃性能。
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