產(chǎn)業(yè)用紡織品論文

1、紡織纖維制品在體育休閑領(lǐng)域中的應(yīng)用摘要：隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，人們休閑，娛樂(lè)的時(shí)間越來(lái)越多，人們參加各類體育活動(dòng)的興趣也將越來(lái)越大，人們重視自身生活品質(zhì)的提高的意愿也越來(lái)越濃。比如，當(dāng)前的體育運(yùn)動(dòng)，從田徑、體操到球類的每一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)服，體育器材到各種競(jìng)技設(shè)施，都廣泛應(yīng)用了紡織纖維及其制品。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，體育休閑已成為社會(huì)生活中不可缺少的部分，各種體育休閑用紡織品不斷出現(xiàn)。關(guān)鍵詞：體育場(chǎng)地，體育用品等體育場(chǎng)地用紡織品 由草籽自然生長(zhǎng)的草坪稱為天然草坪。天然草坪可通過(guò)紡織材料進(jìn)行人工培植，但是天然草坪的建立與維護(hù)成本較高，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。于是，人們研制出了由紡織品制成的人工運(yùn)動(dòng)場(chǎng)

2、草坪。下面主要介紹人造草坪和人工培植的天然草坪。一人造草坪 20世紀(jì)60年代，美國(guó)生產(chǎn)的模擬草坪是以塑料化纖產(chǎn)品為原料，當(dāng)時(shí)未能被專業(yè)足球場(chǎng)所接受。到21世紀(jì)初，國(guó)產(chǎn)人造草纖維開(kāi)始嶄露頭角，人造草坪不但廣泛運(yùn)用于體育場(chǎng)地，而且在住宅小區(qū)作為休閉運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地也開(kāi)始興起，人造草坪場(chǎng)地的未來(lái)的需求潛力巨大、空間廣闊。(一)人造草坪生產(chǎn) 對(duì)人造草坪的研制一般是通過(guò)兩個(gè)方面，一方面是提高其耐用和舒適性能；另一方面提高其安全性。人造草坪應(yīng)是根據(jù)其場(chǎng)地用途進(jìn)行選材和制造。 1人造草坪的類型 人造草坪的草坪面可分為鑲嵌型和編織型兩種類型。鑲嵌型草坪印葉狀纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)，一般為1255mm，而且可以根據(jù)特殊需要進(jìn)行調(diào)

3、整；草叢間填充石英砂橡膠?；蚨叩幕旌衔铮庥^與性狀表現(xiàn)與天然草坪較為接近，室內(nèi)室外均可安裝，適用于皮球、檄欖球、棒球等。編織型草坪采用錦綸或聚丙烯纖維等材料編織，成品成毯狀，與鑲嵌型草坪相比，編織型草坪制作工序復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)較高，草坪表面硬度大，緩沖性能不好優(yōu)點(diǎn)是草坪均勻性好，結(jié)實(shí)耐用，非常適用于網(wǎng)球、曲棍球、草地保齡球等運(yùn)動(dòng)。 2人造草坪的材料 對(duì)體育場(chǎng)地表材料的主要性能要求是耐久、耐磨、防損傷、防污、易清潔等，用在室外時(shí)，纖維應(yīng)具有抗光化學(xué)降解性和抗細(xì)菌、蟲(chóng)害等的生物降解性，吸潮率要低。聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酰胺纖維和聚丙烯肪纖維被廣泛用于人工草皮結(jié)構(gòu)。就聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE

4、)兩種人造草坪材料而言，PP材料的人造草坪堅(jiān)實(shí)，緩沖力較小，一般適用于沖擊力較小的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如網(wǎng)球等；而PE材料的人造草坪質(zhì)地柔軟，緩沖良好，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的傷害較小，適用于沖擊力較大的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如足球、橄欖球等。也可以將兩種材料混合制作人造草坪，以滿足特殊比賽的需要。對(duì)于一些高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)比賽，為了提高比賽質(zhì)量和盡量減少運(yùn)動(dòng)員的損傷，在建造人造草坪時(shí)，一般要選擇較高的纖維材料，選擇PE人造草坪或PE/PP混合材料的人造草坪。建造人造草坪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，在選擇人造草坪的高度時(shí)，一般要考慮場(chǎng)地需求和總預(yù)算。一般講，學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)常選擇草坪高度為19mm。一個(gè)高質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)為2532mm，而專業(yè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的人造草坪高度通

5、常選擇5055mm，這個(gè)高度通常也被認(rèn)為是理想人造草坪的上限。 為提高去層纖維材料的色牢度，常采用原濃染色纖維，即在纖維成型之前格染料加到熔融聚合物中。加入的染料應(yīng)該是惰性的，不受光和各種氣候因素的影響。綠色是它的主要顏色，但也可做成其他任何顏色。對(duì)人工草坪來(lái)說(shuō)，畫(huà)場(chǎng)地標(biāo)志線條等更容易，用舊或有損壞時(shí)調(diào)換也相對(duì)方便。(二)人造草坪質(zhì)量及檢測(cè) 人造草坪對(duì)球類的回彈性和安全性等與天然草地相接近，為使回彈作用均勻，人工草坪表面必須平整、均勻。與天然草坪相比，人造草坪具有非常明顯的特點(diǎn)。如可以全天候使用；受雨、雪天氣影響?。痪S護(hù)簡(jiǎn)單，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低竿優(yōu)點(diǎn)，是天然草坪所不可替代的。目前的人造草坪與天然草坪相

6、比吸震比率、球反彈滾動(dòng)、轉(zhuǎn)向數(shù)值等指標(biāo)已相差無(wú)幾。在某些特性上還更具優(yōu)勢(shì)。 由于人造草坪采用的是化學(xué)纖維材料，而且以瀝青或溫凝土作為基層，所以其表面硬度大，緩沖性能較差，極易導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員腳踩及膝關(guān)節(jié)受傷；同時(shí)其表面溫度變化幅度大，尤其是在夏季，最高溫度可達(dá)52度。近年來(lái)隨著人造草坪建造技術(shù)不斷更新以及纖維材料和填充材料的發(fā)展，使得人造草坪的表面硬度大、緩沖性能差等缺點(diǎn)逐漸得以改善。如保證運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行皮膚與草坪直線接觸的長(zhǎng)距離鏟球等動(dòng)作時(shí)也不會(huì)被劃傷。人造草坪推廣的最大問(wèn)題在于人造草坪取代天然草坪對(duì)環(huán)境的影響。一個(gè)人造草坪足球場(chǎng)地至少需要十余噸的塑料和八十噸的橡膠。生產(chǎn)人造草坪需要消耗大量的能量，

7、同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致毒氣中二氧化碳含量的增加。二、人工培植的天然草坪 采用非織造布培植的草坪稱為人工培植天然草坪。它大大簡(jiǎn)化了由草籽自然生長(zhǎng)的天然草坪的培植過(guò)程，省去了傳統(tǒng)方法培植草坪的麻煩。（一)天然草坪成品加工 培植草坪所用的非織造布原料來(lái)源，是回收天然纖維廢布和服裝廠的大量邊角料，把它們粉碎后用水溶性勁合劑戳合成非織造布價(jià)格極其低廉。(二)纖維網(wǎng)加固天然草坪 由于合成纖維網(wǎng)具有可撓曲、不腐爛、孔隙多的特點(diǎn)，因此纖維網(wǎng)可用來(lái)穩(wěn)定和加固天然草坪的土壤。一般實(shí)施方法有兩種：一是將天然草皮卷鋪設(shè)在纖維網(wǎng)上面；二是將纖維網(wǎng)埋在土壤中，再將草籽播種在土壤里。草坪在生長(zhǎng)過(guò)程中，草根在纖維網(wǎng)間伸展，并穿越纖維網(wǎng)

8、成長(zhǎng)，在草坪的使用過(guò)程中可阻止草坪被連根拔出，減少草坪的損傷，同時(shí)可改善天然草坪的生長(zhǎng)條件，即使有些損壞也容易復(fù)原。體育器具用紡織品 人們對(duì)輕質(zhì)、高強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)器材的需求越來(lái)越高，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在體育器材領(lǐng)域?qū)?huì)形成較大的市場(chǎng)。將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料運(yùn)用到體育用品中是今后體育用品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流。 一、球棒、球拍類紡織品 新型材料在體育器材上的應(yīng)用越來(lái)越多。下面僅介紹紡織材料在球棒，高爾夫球桿，曲棍球桿等器材土的應(yīng)用。 (一)球棒 棒球技藝離不開(kāi)球棒的優(yōu)質(zhì)性能。白橡木材由于其抗沖擊強(qiáng)度商、強(qiáng)度質(zhì)量比值大，幾十年來(lái)一直是球棒的最主要的選擇材料，但是由于森林資源的減少及木材質(zhì)量下降，后來(lái)采用鋁質(zhì)球棒來(lái)替代

9、木質(zhì)球棒。而鋁質(zhì)棒提起來(lái)有涼感，擊球時(shí)發(fā)出的聲音與木質(zhì)球棒不同，因此鋁質(zhì)球捧不受運(yùn)動(dòng)員的喜歡。 近些年研究人員已研制出了復(fù)合材料球捧。這種球捧具有傳統(tǒng)木質(zhì)球樟的外觀；手確與擊球聲，同時(shí)具有金屬球棒的耐用性。目前，開(kāi)發(fā)出的球棒主要有兩類復(fù)合材料，則能纖維復(fù)合材料球棒和木質(zhì)復(fù)合材料球棒。碳纖維復(fù)合材料球棒是在自動(dòng)長(zhǎng)絲纏繞機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，將高強(qiáng)碳纖維和玻璃纖維精確地配置與排布，并纏繞成型，然后用環(huán)氧樹(shù)脂就緒制成中空型球律結(jié)構(gòu)。木質(zhì)復(fù)合材料球棒是由浸潰過(guò)樹(shù)脂的合成纖維和紗線制作的高強(qiáng)度內(nèi)芯及自積木外表層材料組成其使用性能酷似傳統(tǒng)的木質(zhì)球棒，且不易斷裂。這類復(fù)合材料球律需經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，如質(zhì)量分布、擊球中心

10、定位t外觀美感、握柄規(guī)格、棒球運(yùn)動(dòng)規(guī)則限制；擊球聲響、捧碌在球稼上的撞擊情況、球抹的彎曲振動(dòng)頻率以及擊球回彈性等性能試驗(yàn)，來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷完善其結(jié)構(gòu)；以制造出最佳性能的球棒。 (二)高爾夫球桿、曲棍球桿 碳纖維復(fù)合材料可用于制作性能優(yōu)異的高爾夫球桿，并可通過(guò)調(diào)整碳纖維的排布方向和使用量來(lái)改進(jìn)球桿的動(dòng)力學(xué)性能。如采用長(zhǎng)絲纏繞法制成高爾夫球稈和CFRP(碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)制成球桿。為了適應(yīng)球的飛行距離和方向穩(wěn)定性要求，在重量、尺寸和負(fù)荷等方面加以改善，比金屬桿輕3050擊球速度快，距離遠(yuǎn)。球扦采用碳纖維復(fù)合材料后，其撓曲性能獲得顯著改善。進(jìn)行不同的碳纖維配比，可以做成性能不同的高爾夫球桿，以

11、滿足業(yè)余與職業(yè)高爾夫球員的不同需求。一些高檔球桿采用高模量的硼纖維和碳纖維材料混合制成，其比剛度較傳統(tǒng)的鋼制球桿高7倍(比剛度是彈性模量和質(zhì)量的相對(duì)比值)，材質(zhì)的模且高；強(qiáng)度大。可使球桿做得更輕、更結(jié)實(shí)。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可以提供改進(jìn)高爾夫球運(yùn)動(dòng)歷要求助質(zhì)量與性能。同樣，曲棍球桿也可采用纖維復(fù)合材料制成，并能達(dá)到理想的性能。二、球類用紡織品 紡織品在體育用球類的應(yīng)用越來(lái)越多，下面介紹在足球和橄欖球上的應(yīng)用。(一)足球這種新型足球的外表有一層聚氨酯，可以減少飛行時(shí)空氣對(duì)它的摩擦力，在它的內(nèi)部有一個(gè)橡膠層，它能使運(yùn)動(dòng)員增加擊球力。在同樣沖擊力條件下，這種球比老式足球飛行速度快5，而且其重量，尺寸，彈

12、力完全符合國(guó)際足聯(lián)的一系列標(biāo)準(zhǔn)。(二)橄欖球 傳統(tǒng)的橄欖球是采用豬皮制作的，在寒冷季節(jié)，橄欖球變硬；捕捉橄欖球較難。采用紡織品復(fù)合材料制作的橄欖球，由多層聚氨酯疊合制作球體，其內(nèi)襯由三層高性能聚酯短纖維織物組成，橄欖球縫合線采用Kevlar29。聚氨酯不像般丁基橡膠那樣容易變形，強(qiáng)度高且耐用性好。目前，這種球已成為國(guó)際橄欖球聯(lián)賽的首選產(chǎn)品。三、滑雪板、滑冰鞋 滑雪運(yùn)動(dòng)中，滑雪板的質(zhì)量關(guān)系到運(yùn)動(dòng)員的生命安全和運(yùn)動(dòng)成績(jī)，而滑雪板的結(jié)構(gòu)和材料比較復(fù)雜。一般滑雪板有木質(zhì)、金屬和纖維復(fù)合材料(一般為玻璃纖維)之分。木質(zhì)的輕而價(jià)格便宜，但易受潮變形；鋁合金制金屬滑雪板價(jià)格較高，對(duì)雪地的要求高，適應(yīng)性差；纖

13、維復(fù)合材料滑雪板適合任何雪質(zhì)的雪地，且維護(hù)方便。目前，市面上性能優(yōu)異的滑雪板一般是以?shī)A芯復(fù)合材料制成的。這種滑雪板朗芯材是由木材PU、PVC等制成，滑雪板的彈性正是來(lái)源于此；碳化纖維位于芯層上部，可加強(qiáng)滑雪板屈伸度；玻璃纖維置于芯層上方，能起到一定的連接作用，可連接面板和芯層，增加滑板的韌度，也能夠讓滑板更有力度。用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制造的滑雪板，其特點(diǎn)是剛性大，耐摩擦，在轉(zhuǎn)彎、斜坡和越野賽中腳底用力較小。 滑輪溜冰鞋對(duì)材料性能要求較高，需要一種兼有沖擊強(qiáng)度高、剛度大的材料，特別是單排滑輪溜冰鞋，與四個(gè)輪子上的普通旱冰鞋情況不同，單誹滑輪溜冰鞋所受的應(yīng)力集中在中間的輪子上，因此，單排滑輪溜冰鞋

14、的底架須承受特別大的應(yīng)力。采用復(fù)合材料，如玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，可滿足沖擊強(qiáng)度和剛度等性能要求，減少了如螺栓和墊圈等組合部件的數(shù)量，減輕了溜冰鞋的質(zhì)量，同時(shí)，抗化學(xué)性與抗摩擦性得到增強(qiáng)，還能滿足對(duì)各種色彩的需求這是鋼材所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 四、比賽用自行車 比賽用自行車要求車架輕，強(qiáng)度和剛度高，過(guò)去一般是采用鋼制車架。20世紀(jì)80年代中期，意大利和美國(guó)等國(guó)家相繼研制出碳纖維自行車，它的車架是采用碳纖維管和鋁合金接頭強(qiáng)接而成。其車架重量較鋼車架輕，質(zhì)量?jī)H75kg，而強(qiáng)度和剛度卻比鋼車架高，被用作專門(mén)的比賽用車。這種白行車，首先是將碳纖維通過(guò)編織機(jī)編織成車架狀的“骨架”，再將其放置在模腔內(nèi)，注

15、入樹(shù)脂后進(jìn)行加溫加壓固化，然后再對(duì)其表面進(jìn)行光滑處理，制成碳纖維整體車架。也有采用碳缽復(fù)合材料制成的自行車，其質(zhì)量?jī)H為57kg復(fù)合材料自行車車架具有良好的撓曲性能，可以吸收震動(dòng)，并能儲(chǔ)存能量，可使騎行者施加于自行車的能量得到更好的發(fā)揮，特別是具有較高的耐撓曲強(qiáng)度和耐疲勞強(qiáng)度，能延長(zhǎng)自行車的使招壽命。 五、賽船、賽艇 競(jìng)賽用船帆在保證強(qiáng)伸度的條件下，盡可能輕量化。因此，國(guó)際上在原材料，織造，后整理的各階段均采用最佳化的設(shè)計(jì)。在帆船競(jìng)賽航行中，要考慮的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是帆的強(qiáng)度與質(zhì)量比。有一種輕質(zhì)帆布，采用三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，基布是用芳綸紗、超高模量聚乙烯纖維與液晶聚合物纖維混合制織的機(jī)織物，在基布的

16、兩面層壓上一層很薄的聚乙烯苯二甲酸鹽薄膜，比常規(guī)的聚酯膜帆布輕1012，且有很高的抗拉強(qiáng)度與模量。 賽艇的制作材料除優(yōu)質(zhì)木材外，有玻璃鋼、鋁合金及碳素纖維等。高性能纖維復(fù)合材料既堅(jiān)固又輕便，它們的性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)材料。采用芳香族聚酰胺纖維、碳纖維和芳香族聚酰胺纖維蜂窩夾心材料等先進(jìn)復(fù)合材料研制與生產(chǎn)出的皮劃艇和賽艇，已被國(guó)家隊(duì)選為指定產(chǎn)品。 另外，紡織材料還可用于漁竿、單杠、滑雪棒、雙杠以及射箭的弓臂等，如用碳纖維復(fù)合材料制造弓臂，不僅質(zhì)量輕，而且具有較高的彎曲強(qiáng)度與彎曲模量?？沙惺苓\(yùn)動(dòng)員施加的最大彎曲應(yīng)力。高新材料在體育器材中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，一方面有利地推動(dòng)了體育運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，另一方面也是運(yùn)動(dòng)員為了達(dá)到體育的極限和向更高