人造草坪*早起源于美国，当时因为在顶棚下的天然草无法生长，为了解决这个问题，采用了人造草坪12.自此以后人造草坪从美国向世界范围内流行开来，特别是在缺水的沙漠地区，大有取代天然草的趋势3.但是，与天然草坪相比，人造草坪仅仅在外观与颜色上相近，而缺乏功能性，例如天然草坪所具有的净化空气的功能，人造草坪尚不具备。

　　天然草坪的空气净化功能是通过天然草丝的光合作用，形成光电效应，使空气电离产生被称为“空气中的维生素”的负离子，可以还原来自大气的污染物质，包括氮氧化物、活性氧（氧自由基）等，中和带正电的空气飘尘使其无电荷后沉降，使空气得到净化，同时还可以促成人体合成和储存维生素，强化和激活人体的生理活动，有益于人体健康。

　　人造聚乙烯（PE）草丝纤维是人造草坪的主要组成部分。通过添加具有负离子释放功能的填料制备负离子功能人造PE草丝纤维，同时研究了填料的加入对人造PE草丝纤维性能的影响。

　　1试验方法1.1主要原材料和设备PE树脂，1F7B，北京燕山石油化工有限公司；负离子粉，6.25pm，河北振玲矿石厂；相容剂，YP510，惠州市誉普化工有限公司；抗氧剂1010，南京立派化工有限公司。

　　单螺杆挤出机，K20，昆山科信橡塑机械有限公司；高速混合机，BST-SHR，张家港贝斯特机械有限公司；扫描电镜，EVO18，德国卡尔蔡司公司；负离子检测仪，AIC-2M，美国ALPHALAB公司；分光光度计，SP64型，美国X-rite公司。

　　1.2试验方法将PE树脂、负离子粉、抗氧剂及相容剂按照配比加入高速混合机混合均匀后加入挤出机进行挤出拉丝，挤出机各段温度分别为130，200，210，210，210C.再经过热拉伸箱（130°C）、热处理箱（110°C），*后收卷。拉伸比1：3，回缩率95%.利用扫描电镜观察填料在人造PE草丝纤维中的分散情况；利用固体负离子检测仪检测人造PE草丝纤维的负离子释放率；负离子释放空间效应测试在相对的开放空间中进行（无空气流动），草坪样品尺寸100mmX100mm，在垂直距离上检测负离子释放率。

　　2结果与讨论2.1负离子粉在人造PE草丝纤维中的分散情况随着负离子粉在人造PE草丝纤维中添加量（质量分数，下同）的不同，在人造PE草丝纤维中的分散情况也逐渐变化。为利用扫描电镜观察得到的负离子粉在人造PE草丝纤维中的分散从中可以看到，随着添加量不同，负离子粉在人造PE草丝纤维中的分散情况逐渐变化。

　　在添加质量分数10%时，负离子粉分散于基体PE中，界面清晰，PE树脂为连续相；当添加量逐渐增加，达到20%时，负离子粉分散趋于均匀，连续相仍为PE树脂；当添加量质量分数达到30%时，PE树脂已不成连续相，只可见到大量负离子粉聚集在―起。负离子粉在基体树脂中分散情况的不同，会影响人造PE草丝纤维的力学性能。

　　22负离子粉种类对负离子释放特性影响在人造PE草丝纤维中添加负离子粉的种类、添加量与人造PE草丝纤维负离子发生量之间的关系如所示。

　　从中可以看出，随着负离子粉添加量的增加，人造PE草丝纤维的负离子释放量逐渐增加，当添加质量分数达到20%以上时会急剧增加。但与负离子粉自身的负离子释放性能相比，下降明显。这主要是由于负离子粉添加于人造PE草丝纤维内部，被基体树脂包围，当添加量达到一定数量后，位于表面的负离子粉数量增加，提高了人造PE草丝纤维的负离子释放效果。此外，采用负离子释放效率较高的负离子也可以提高人造PE草丝纤维的负离子释放性能。

　　负离子粉对人造PE草丝纤维负离子释放特性影响2.3温度与压力对负离子释放特性的影响人造PE草丝纤维在使用过程中，会受到周围温度变化的影响，同时也受到踩踏的压力作用。温度与压力大小及其变化频率对人造PE草丝纤维负离子释放特性影响分别如、所示。

　　温度；压力从、中可以看到，温度对人造PE草丝纤维的负离子释放量影响不大，而随着压力的增加，人造PE草丝纤维的负离子释放量有所下降。

　　同时，随着温度与压力变化频率的提高，人造PE草丝纤维负离子释放量增加。这与负离子粉产生负离子的原理有关，负离子粉具有不对称性的晶体结构，当其所处的环境温度与压力发生微小变化时，即可使晶体中带电粒子之间发生相对位移，晶体的总电矩发生变化，导致极化电荷产生，从而使邻近空气发生电离，脱离原子核束缚的电子容易附着于水和氧气使之成为空气负离子。因此负离子粉的负离子释放量与温度、压力关系不大，但与其变化率息息相关。对于负离子人造PE草丝纤维，除与负离子粉的负离子释放量有关外，压力的增加会提高其致密度，使得负离子不易于释放，因此随着压力的增加负离子释放量减小。

　　当运动员在人造草坪上运动时，由于不停地踩踏作用，会使得负离子释放量增加，有利于运动员的健康。

　　2.4人造PE草丝纤维负离子释放的空间效应铺设人造草坪的区域，沿垂直方向空气中的负离子含量如中所示。

　　垂直距离上草丝纤维的负离子释放特性从中可以看到，随着离地面距离增加，空气中的负离子含量呈现正比例下降。对于铺放有释放量在2 500个/cm456以上人造草坪的区域，在2m的高度上，空气中的负离子含量可达到1 000个/cm3以上，达到了清洁空气的水平。

　　随着负离子粉添加量的增加，人造PE草丝纤维的负离子释放量逐渐增加，采用负离子释放效率较高的负离子可以提高人造PE草丝纤维的负离子释放性能。

　　温度对人造PE草丝纤维负离子释放量的影响不明显。随着压力的增加，人造PE草丝纤维的负离子释放量降低。而随着温度与压力变化频率的提高，人造PE草丝纤维的负离子释放量也提高。

　　铺设有负离子人造草坪的区域，在垂直地面距离上空气中的负离子含量随着与地面距离增加而下降。