发泡材料|提升体育休闲的安全性、舒适性和竞技力

当今,人们对身体健康越来越看重,日常健身对很多人来说已是必不可少,特别是2020年突如其来的疫情,休闲体育项目,受到各阶层人士的瞩目,不仅强身健体还可预防治疗部分身体疾病。同时,各类专业性体育运动虽然因疫情大规模取消,但也不妨碍人们的期待,体育场所也难得迎来改造升级的空挡。

舒适性、安全性、环保性成为体育健身休闲器材的首要指标,因此各种性能的发泡材料满足了各大体育器材厂商的制造需求,在篮、排、足、乒、羽、网、田径、体操、健身和体育场地设施等领域普遍应用。尤其一些高端体育让高性能、多性能的发泡材料得到青睐。今天我们列举下在全动和专项体育运动器材中几种常用的发泡材料,以供各大采购商选择。

聚氨酯发泡材料,即PU foam,是物美价廉的传统发泡材料,具有超低温热传导率、高效节能、耐热保温、高效绝缘、隔音等特性。分为软泡和硬泡两种,软泡为开孔结构, 硬泡为闭孔结构,软泡又分为结皮和不结皮两种。聚氨酯(发泡材料)近些年来被各大厂商复合了更高性能,针对体育和休闲行业,可个性化提供生产涂料、粘合剂、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯、泡沫、薄膜、弹性体等所需的专用原料,为鞋类、运动装备、护目镜和可穿戴设备、功能性纺织品和人造皮革等应用提供解决方案。得益于自身较高的机械强度、柔韧性和抗氧化性,高性能聚氨酯(发泡材料)在合成革、橡胶以及材料纤维体育防护用品领域应用广泛。

应用:高性能的复合型聚氨酯发泡材料可用作比赛场地、娱乐型体育的跑道,散打、跆拳道、拳击、自行车保护头盔、泳衣面料等。

FSI微孔聚氨酯泡沫塑料易于模切成复杂的形状和支持精密工具,而整体外观可以具有多种颜色选择,抗紫外线稳定和抗菌性强。轻量级的解决方案增加了舒适性和易用性,提高了安全性。图源:弗思艾化学

2018年世界杯官方比赛用球——Telstar 18(电视之星),总共有四层,球皮最内层是一层粘附涂层,将纺织基层粘结到上面的层,再上面是聚氨酯发泡材料层,大约一毫米厚,由数百万充满气体的微球组成。这种聚氨酯发泡材料具有高度的弹性,使球在被踢变形后立马恢复原形,以确保最佳飞行轨道。外层由两层不同密度的聚氨酯致密层组成,它们使球具有高弹性,且抗磨损。

RECTICEL TATAMI系列为柔道、混合武术和其他运动提供高质量的护垫。该护垫的核心层是一种高质量的聚氨酯发泡材料,涂层是聚氯乙烯发泡材料。可提供极好的减震、防滑能力,以增加对运动员的保护,并符合IJF的要求。可用于柔道、武术和其他项目的培训、竞技保护产品。

热塑性聚氨酯发泡材料,即ETPU,由热塑性聚氨酯发泡而来,由无数个弹性十足、重量很轻的TPU发泡独立小气孔集结在一起的新型高分子材料。无毒无味,可降解,更环保;具有极佳的回弹性,能适应各种温度,更具温和舒适的触感;和传统橡胶及塑料相比,ETPU更具有优良的抗老化性和耐候性,从而可以大幅度延长体育用品的使用寿命。ETPU可用于任何客户需要在宽温度范围内组合重量轻、机械性能优异和耐久性良好的地方,例如体育部门或物流技术应用。

应用:运动鞋、缓冲垫片、塑胶跑道、运动厂地板、自行车坐垫、水上及水下之运动器材、自行车内胎和室内装潢。

Wakanda研发的一种自行车坐垫巧妙地运用了boost科技,发泡热塑性聚氨酯(ETPU)制成的弹性垫为臀部提供完美的舒适感,与此同时,坐垫配置Wakanda科技独家研发的LSS侧向稳定系统(Lateral stabilization system)也能解决材料堆叠高度较高,在运动中很难给出足够的侧向支撑力的问题。从外观来看也给人一种简约大气的感觉。

格林美孚公司经过多年的研发试验,研发出爆米花ETPU聚氨酯发泡材料,并利用蒸汽模压工艺成型的自行车坐垫可以解决所有问题。爆米花ETPU聚氨酯发泡材料自行车坐垫一次成型、易清洗、不渗水、耐水解、高回弹、加工方便。目前VELO、加斯特等多家品牌公司在与格林美孚公司合作。

科技运动领域的独角兽 Keep 日前推出了一款健身行业革命性的新款跑步机 K2,并采用巴斯夫Infinergy 赢飞力 热塑性聚氨酯发泡材料(ETPU)作为其能量回弹跑板的关键技术支撑。凭借赢飞力 优异的弹性、减震性和高回弹性能,全新一代智能跑步机K2 可以为室内跑步者带来无与伦比的体验。其跑板可以吸收并回弹能量,从而最大程度地减少在跑步机上跑步时对关节造成的冲击与损害。此外,ETPU材料强大的阻尼性能能够为用户带来更加安静的跑步体验,无需打扰左邻右舍,即可在公寓内随时享受跑步的乐趣。

聚乙烯发泡材料,即EPE,又称珍珠绵,是以聚乙烯树脂为主体,加发泡剂、交联剂和其它添加剂制成。较EPS(可发性聚苯乙烯)柔软韧性、寿命长、质轻、隔热、隔音、缓冲、比强度高、价格低廉。采用聚乙烯发泡材料可以提升体育运动器材的耐用性能、抗冲击性能、耐热性能、吸振性能等,不仅使运动员的运动感觉良好,还可以对运动员起到保护作用,而且可延长体育器材的使用寿命并降低生产。

目前市面上性能优异的滑雪板一般是以夹芯复合材料制成的。碳纤维加硬质发泡材料构成滑雪板、冲浪板,这些板材以超高分子聚乙烯发泡芯材为底板,或以PU 、PVC 硬质结构发泡材料等制成,实现了轻量化、改善减震性能、提高耐疲劳寿命和回转特性。

滑雪板结构:1)超高分子聚乙烯发泡芯材 2)高号锰钢钢边条 3)橡皮条 4)玻纤 5)聚氨酯发泡芯材 6)ABS减震边条 7)碳纤维 8)防滑、防水抗划伤面板

聚甲基丙烯酰亚胺(PMI )发泡材料以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯腈(MAN)共聚物为基体树脂,得到的闭孔、刚性硬质发泡材料。是目前综合性能最优的新型高分子结构发泡材料,具有轻质、高强、耐高/低温等特点。特征赋予了产品良好的力学性能、抗压缩蠕变性能、热变形性能和化学稳定性等品质,并且依靠国产化的优势,摆脱了成本桎梏,因此成为了不同领域夹层结构中应用最广泛的芯材,能显著使客户优化制造工艺,降低生产成本,提高生产效率及产品质量。

以PMI硬质发泡材料作为芯材,碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)作为面板的结构组合,是目前自行车轮圈理想的材料选择。自2005年起,位于德国腓特烈港的Carbonsports就一直依赖于PMI硬质发泡材料作为芯材来制造世界顶级性能的自行车轮圈(品牌为 Lightweight )。许多运动员都采用Lightweight车轮征战环法自行车赛,并将黄骑衫收入囊中。

在轮圈设计阶段,PMI硬质发泡材料是一种结构性芯材,可以作为受力单元在夹层结构中起到结构功能,提高轮圈碳纤维蒙皮的稳定性,减少1-2层碳纤维预浸料,减轻轮圈重量。在铺层过程中,经过机加工、热成型的PMI发泡芯材起到芯模的作用,使碳纤维预浸料铺层平顺,提高碳纤维蒙皮的力学性能。在固化阶段,PMI硬质发泡材料可承受高温。固化时,硬质发泡芯材可以提供足够的反压。

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