陳靜波1，徐智浩1

 

 (1.海寧安捷復(fù)合材料有限責(zé)任公司，浙江，海寧　314400 ）

 

 

　　隨著我國(guó)商業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平也在不斷提高，然而越來(lái)越快的生活和工作節(jié)奏也給人們帶來(lái)了或大或小的壓力。于是更多的人選擇利用運(yùn)動(dòng)來(lái)舒緩自己的身心，排解自己的壓力，使體育行業(yè)得到了空前的繁榮。然而，現(xiàn)代競(jìng)技體育發(fā)展對(duì)體育器材的改進(jìn)與研制的要求也提上日程。 

 

　　由于碳纖維增具有質(zhì)量輕、高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐疲勞性等特點(diǎn)，近年來(lái)已被賦予雙向布的形式，在體育器材上得到廣泛的應(yīng)用。

 

 

　　碳纖維雙向布是以碳纖維為基體材料，以棉線為輔助材料，，經(jīng)經(jīng)線緯線編織工藝處理形成的一種新型復(fù)合材料。碳纖維提供了碳纖維雙向布布所需要的高強(qiáng)度，棉線使碳纖維紗線固定不脫落，編織成完整的碳纖維雙向布，提高穩(wěn)定性。雙向玻璃纖維布主要以玻璃纖維為基體材料，以棉線為輔助材料，經(jīng)引紗、經(jīng)緯線編織、預(yù)成型、裁剪等處理制造而成。

 

　　碳纖維是含碳量在90%以上的高性能纖維材料，是由有機(jī)纖維原絲在1000℃以上的高溫下碳化形成。碳纖維是一種力學(xué)性能十分優(yōu)異的纖維材料，主要體現(xiàn)在其比重不到鋼材料的四分之一，拉伸強(qiáng)度在3500Mpa以上。此外，碳纖維還具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐疲勞、耐蠕變性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、小比重和熱膨脹系數(shù)小的優(yōu)良性能。與其他芳綸纖維、玻璃纖維不同，碳纖維具有具有明顯的各向異性，柔軟可加工性。

 

 

　　碳纖維單絲的比強(qiáng)度和比模量是木質(zhì)的3-4倍，是鋼材的10倍以上。突出的力學(xué)性能是碳纖維雙向布替代木材和鋼材成為體育器材制作的優(yōu)良材料。

 

 

　　碳纖維雙向布質(zhì)量極輕。尤其是羽毛球拍、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿等體育器材，輕質(zhì)的手感可以降低動(dòng)力要求，節(jié)約能耗，使用方便。

 

 

　　碳纖維雙向布的可塑性極佳，可以任意加工成各式形狀。同時(shí)可以根據(jù)使用者的不同需求來(lái)設(shè)計(jì)加工體育器材。

 

 

　　碳纖維雙向布因其輕質(zhì)高強(qiáng)的特質(zhì)，在需運(yùn)動(dòng)者用力的體育器材方面被廣泛應(yīng)用，并彰顯出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。以下就將舉幾個(gè)實(shí)例。

 

 

　　網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)于19世紀(jì)在英國(guó)伯明翰興起。在20世紀(jì)中，得到廣泛發(fā)展，并成為一項(xiàng)世界性的體育運(yùn)動(dòng)。隨著網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的收到人們的青睞以及普及，網(wǎng)球拍的輕量化也日益受到關(guān)注。

 

　　在20世紀(jì)70年代，美國(guó)相關(guān)公司已經(jīng)將碳纖維應(yīng)用到網(wǎng)球拍上。就目前而言，一些中高檔的網(wǎng)球拍都已經(jīng)運(yùn)用了碳纖維雙向布這種復(fù)合材料。比其他材料相比，碳纖維雙向布的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。碳纖維雙向布的低密度使得網(wǎng)球拍可以輕量化、大型化；其高強(qiáng)度高模量的特性可以承受更大的網(wǎng)線拉力，大概高出20%至40%左右；最重要的是碳纖維雙向布優(yōu)異的減震阻尼性能使網(wǎng)球拍不易起振，賦予運(yùn)動(dòng)員更多的舒適感。

 

 

    隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，自行車(chē)已經(jīng)不僅僅是代步工具，更是作為一種健身、鍛煉、競(jìng)賽工具出現(xiàn)在日常生活中。因此，這對(duì)自行車(chē)的性能改善也是一個(gè)發(fā)展的契機(jī)。一般來(lái)說(shuō)，自行車(chē)的車(chē)構(gòu)架、前叉部件、曲軸、座位支架這四個(gè)部位都可以運(yùn)用到碳纖維雙向布。質(zhì)輕、高強(qiáng)、可塑性佳的碳纖維雙向布的應(yīng)用，可以降低自行車(chē)的自身的重量，便于騎行者更好的控制自行車(chē)車(chē)體，同時(shí)碳纖維雙向布可以賦予自行車(chē)美好的外觀和優(yōu)良的剛性和減震的性能。

 

 

    高爾夫球運(yùn)動(dòng)從20世紀(jì)三十年代興起后就一直是一項(xiàng)貴族運(yùn)動(dòng)，上個(gè)世紀(jì)末，碳纖維雙向布就已經(jīng)開(kāi)始在高爾夫球桿上應(yīng)用，且數(shù)量已經(jīng)超過(guò)鋼材質(zhì)球桿。眾所周知，高爾夫運(yùn)動(dòng)球桿的質(zhì)量對(duì)高爾夫運(yùn)動(dòng)的進(jìn)球數(shù)量有很大的影響。頭重桿輕的高爾夫球桿可以提高揮桿速度，提高進(jìn)球的準(zhǔn)確率。而碳纖維雙向布正是彌補(bǔ)了其他材質(zhì)的這一不足，碳纖維雙向布的低密度、彈性高,耐沖擊不僅可以減輕高爾夫桿的重量，還便于運(yùn)動(dòng)員充分發(fā)揮打球的技術(shù)。總而言之，碳纖維雙向布的應(yīng)用適應(yīng)了高爾夫球的飛行距離和穩(wěn)定性要求，已得到廣泛使用。

 

 

    滑雪運(yùn)動(dòng)是近幾年興起的一項(xiàng)新興運(yùn)動(dòng)，尤其得到青少年的青睞。然而高性能的滑雪板可以使運(yùn)動(dòng)員的安全性和舒適性得到保障。日常生產(chǎn)中，滑雪板的材質(zhì)有三種，分別是木質(zhì)、金屬質(zhì)和纖維增強(qiáng)材料。木質(zhì)雖然價(jià)格便宜但是卻容易受潮損壞，使用壽命短；金屬質(zhì)雖然能有效抗潮濕但價(jià)格相對(duì)高，適應(yīng)性差。相反，碳纖維雙向布輕質(zhì)高強(qiáng)，適應(yīng)任何雪質(zhì)的雪地，且耐腐蝕性佳，維護(hù)簡(jiǎn)便，彌補(bǔ)了金屬質(zhì)和木質(zhì)的缺陷和不足。最為重要的是，碳纖維雙向布可以起到減震、增加韌性的作用，對(duì)于使用者的運(yùn)動(dòng)成績(jī)也提供了一定的保證。

 

 

　　隨著全民健身政策的鼓勵(lì)與支持，體育運(yùn)動(dòng)越來(lái)越成為人們健身、打發(fā)時(shí)間的一種娛樂(lè)方式。體育行業(yè)的“家常化”，為碳纖維雙向布在體育器材上的應(yīng)用發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。

 

　　21世紀(jì)，碳纖維雙向布的應(yīng)用成為體育器材發(fā)展的主流。