科學揭祕丨管你信不信,2018世界盃的足球是用甘蔗製成的

科学揭秘丨管你信不信,2018世界杯的足球是用甘蔗制成的

來自甘蔗的生物材料,成就了2018年世界盃官方用球的環保性和使用性。

科学揭秘丨管你信不信,2018世界杯的足球是用甘蔗制成的

2018年世界盃官方比賽用球(網絡圖)

說出來你可能不信,這款足球居然是用甘蔗“製成”的!雖說足球也在與時俱進,但也不至於去攀甘蔗的“甜枝”吧!

我們還是來看看官方的說法——

“2018年世界盃官方比賽用球日前正式揭曉。據悉,它使用了全球領先的合成橡膠企業阿朗新科研發的生物基三元乙丙橡膠(EPDM)產品Keltan Eco,這是全世界首款利用從甘蔗中提取的生物基乙烯製成的商用EPDM。”

怎麼,足球還真是與甘蔗有“緣分”啊!那麼,EPDM是何方神聖呢?為什麼它要選用甘蔗來做原料呢?

EPDM乃何方神聖?

三元乙丙橡膠是20世紀60年代工業生產的一類工程橡膠,由於其具有一系列優異的性能而具有廣泛的應用,主要用於汽車密封件、建築防水材料、電纜護套、防腐襯裡、密封墊圈、門窗密封條、家用電器配件、耐熱膠管、電氣絕緣等領域。

三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯經溶液共聚而成的橡膠,並且引入了第三單體,因此屬於三元共聚物。國際命名:Ethyiene Propyene Diene Methyiene,簡稱EPDM。

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三元乙丙橡膠防水卷材(網絡圖)

乙烯是最常用的基本化工原料,在合成橡膠工業中自然也是主力軍了。說起乙烯,你也許不會感到陌生吧。乙烯是高等植物體內正常代謝的產物,被公認為是一種具有促進果實成熟的植物激素。在生產實踐中,可以用乙烯製劑對水果進行催熟。至於丙烯呢,它作為一種基本的化工原料,在合成橡膠工業中也是功不可沒的。

我們常說,化學結構決定化學性質由於三元乙丙橡膠分子主鏈是由化學性質穩定的飽和烴組成的,因此其呈現出卓越的耐候性、耐臭氧性和耐化學性等。所謂耐候性是指耐受氣候考驗的能力,即對光照、冷熱、風雨、細菌等因素造成的綜合破壞的耐受能力。耐化學性主要表現為耐酸、鹼、醇、酮、洗滌劑、動植物油脂等。

三元乙丙橡膠是一種密度較低的橡膠,其密度僅為 0.87。三元乙丙橡膠的吸水率很低,具有傑出的耐水、耐過熱水、耐水蒸氣性能。三元乙丙橡膠的使用溫度範圍很寬,一般約為-50℃~+150℃。同時,由於三元乙丙橡膠的分子內聚能低,分子鏈可在較寬範圍內保持柔順性。

需要說明的是,在三元乙丙橡膠生產過程中,可以通過改變第三單體的品種和數量,以及改變乙烯和丙烯的比例等方法來調整產品的特性,以滿足三元乙丙橡膠在不同應用場合的特殊需要。

EPDM作為一種新型橡膠材料,在諸多領域都發揮了重要作用。傳統的生產方法是以石油作為起始原料的,即利用石油提取的乙烯和丙烯為原材料進行生產的。這一方面消耗了大量的化石資源,另一方面又加大了二氧化碳的排放量。

因此德國特殊化學品公司——朗盛開發的以生物基為原材料合成橡膠的生產工藝,作為石油原料技術路線的替代方案,無疑具有十分重要的意義。一是可以節約大量的化石資源,二是可以大幅度降低EPDM的碳足跡。

朗盛十分看好巴西的甘蔗資源,並在巴西特里溫福建設了EPDM生產基地。巴西不僅擁有“足球王國”的美譽,而且還擁有得天獨厚的甘蔗資源,巴西的蔗糖和乙醇產量在世界上都是名列前茅的。

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生物基EPDM與常規EPDM生產對比(網絡圖)

朗盛用從巴西甘蔗中提取的脫水乙醇做原料來生產生物基乙烯,並以此為原料來生產三元乙丙橡膠(EPDM)。這是世界上第一款生物基EPDM產品,並且與傳統EPDM產品具有相同的優異性能。

“電視之星18”的生物緣

2018年世界盃用球名為“電視之星18”,採用經典黑白配色,帶有灰色漸變色塊。更令人刮目相看的是,官方用球採用生物基EPDM材料,其亮點就是“環保性”。

據悉,生物基EPDM作為阿迪達斯足球中使用的橡膠材料,具有很好的物理化學性能,如吸水率很低,使用溫度範圍很寬,在低溫下仍能保持其柔順性,並具有抗老化性和耐化學性等。同時,還具有無定形結構和高交聯密度特性,可以賦予足球最佳的彈性和回彈性。

當今世界,可持續發展已經成為全人類的主題。世界盃官方用球製作材料,自然也應當注重環保性能。生物基三元乙丙橡膠是一款高科技材料,也是一款革命性材料,並且具有良好的彈性和低溫性能,這對於保證官方用球的使用性能至關重要。

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2018年世界盃首次使用生物基EPDM製作官方用球(網絡圖)

小小世界盃足球,歷來就是人類展示發展理念和高新技術的大舞臺!足球與甘蔗的“結緣”,無疑向人們傳遞了一個理念,那就是“環保理念”。同時,我們也期盼現代生物基足球能夠演繹世界盃新的傳奇!

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參考文獻

【1】中國橡膠網 新聞中心.《生物基橡膠足球亮相2018世界盃》,中國橡膠網,2017-12-15。

【2】慧聰化工網.《朗盛將生產全世界首款生物基EPDM橡膠》,慧聰化工網,2011-09-26。

【3】趙光賢 主編.《橡膠知識讀本》,化學工業出版社,2012年5月版。

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