使用塑料制造的体育运动器材

1.功能要求

体育运动项目很多，如田径运动、水上运动、球类运动、冰上运动、雪上运动项目、赛车运动、体操运动等，每种运动项目都需用不同功能的运动器材，所以各器材的具体特点也不同，但总的功能要求可归纳为如下几点：

1）安全可靠。无论什么体育项目的运动器材，其首要功能是保证运动员人身安全，不仅有可靠的保护措施保证运动员在正常赛事中发挥技能不受伤害，而在发生意外事故事后也能最大限度地提供安全保护作用，减少运动员受伤的可能。如跳高场地用的高弹塑性泡沫垫；赛车运动员的头盔等都是为实现上述安全目标而设置的措施。

2）提高竞技水平。每一个运动员都需要配置一套经科学设计制造的，适应发挥自己动作，质量稳定，活动自如的器械，以用其帮助运动员发挥爆发力，提高技能和竞技水平。例如，为自行车运动员配置一辆轻质耐用材料制作的，结构可靠不会发生故障，操作称心如意的赛车，则无疑可帮助运动员提高技能，创造好的成绩。

3）造型优美，舒适方便。运动器材设计需按项目的功能将结构、造型、色彩、环境、选材等各方因素结合起来，运用人体工程学、空气动力学等原理并结合项目和运动员的特点进行。只有这样才能设计制作出科学、舒适、灵便、美观的理想器材。

2.几种运动器材的特点及选料

由于不同运动项目各有特点，所以器械的特点和选料也不同，但总的来说运动器材一般都要求有较高的强度、韧性或刚性，要抗冲击，抗疲劳，质量轻重适当，便于成型加工等，其常用材料是高强度、高模量、低密度的复合材料，如用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维增强的PA、PET、UP、EP等增强塑料，尤其是碳纤增强料比强度和比模量都高，颇受欢迎，但价格也高。

PU、PP泡沫塑料也是运动器械中常用的材料，如软质料作缓冲抗振垫；硬质结构泡沫料可作冲浪板、滑雪板等结构材料。

另外，热塑性弹性体，如聚烯烃、苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺等塑料按其耐磨、抗撕裂、柔韧、手感、触感、阻尼、止滑、吸振、回弹等特性可广泛择取用于各种器材中。(www.xing528.com)

（1）水上运动器材 水上运动常用器材有各种船艇和桨板（如冲浪板、滑水板、划水板等）等，其中船艇壳体及面材主要用玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维增强的DAP、UP、EP或PA等塑料，用手糊或缠绕工艺制作质轻、耐水、抗冲击、流线型的船体。增强PA等还可用滚塑成型加工船体、滑雪板和帆板等制品。硬质结构泡沫塑料在此主要用作船壳内衬填料，以提高船体浮力，保证安全。

（2）球类运动器材 不同项目所用球拍（棒、棍）、球及护具不同。如棒球运动，其护具头盔用高强度增强料作外壳或骨架，泡沫料作填料，组成质轻强度高的器械；棒球、羽毛球、高尔夫球等球类都用能充分吸收冲击能量的热塑性弹性体；球棒、网球拍等重打击器材的骨架常用热固性增强料拉挤成型，或用热塑性塑料气体辅助，或用熔芯注射成型作成中空结构件，且内芯填充PU泡沫塑料，则球拍既轻又坚韧，而且可按运动员的特点调节质量、手柄形式，可用弹性体材料作手柄使球拍有柔软感和止滑、吸振等功能。

（3）雪地运动器材 雪地运动器械必须具有良好的低温柔软性、低温抗冲击性及耐磨性。如滑雪板用ABS或高强度PE滚塑壳体，用PU泡沫塑料为内芯，用聚酯弹性体作耐低温柔软、耐磨、耐划伤表层；滑雪靴用硬度为50～66H_D、拉伸模量为100～600MPa的PU弹性体或热塑性PU制作外层，用PA弹性体制作鞋底，这种鞋具既舒适又有良好防护作用；护目镜一般用涂膜PC作镜片，可100%地防紫外线辐射。

（4）赛车用器材 各类赛车外壳要求质轻，高强度和刚度，抗冲击，故常用碳纤维增强EP、PET、PA等塑料制作车体、骨架和关键结构件。如赛车体其质量可比铝合金和钢质壳体轻30%～50%，且有良好抗冲击、抗振能力；制动杆目前用摩擦因数小的POM、PA或碳纤维增强塑料制作，其制动性好，又耐磨；挡泥板等制品也采用PP、PA、PC、ABS等塑料制作。

工程塑料在体育用品上的应用见表19-217。

表19-217 工程塑料在体育用品上的应用

注：EP—环氧树脂；GFRP—玻璃纤维增强塑料；CF—碳纤维；GF—玻璃纤维；UP—不饱和聚酯树脂；FRP—纤维增强塑料；PUR—聚氨酯；CFRP—碳纤维增强塑料；PUR-T—热塑性聚氨酯；PBT—聚对苯二甲酸丁二醇酯；RTM—树脂传递成型。