-田径类比赛用品及运动服饰，护具以及各种户外运动及休闲产品车忠良2014.06.16塑料在体育用品的应用一、田径比赛用品一、田径比赛用品从撑杆跳的发展史就可以更清楚地看到新材料对奥运成绩的贡献。历史上第一个撑杆跳纪录330米的成绩是用沉重、没有弹性的木杆跳出来的(2.29m)；1905年开始使用质量较轻、弹性稍好的竹杆，成绩达到430米；1930年出现较为坚固的金属杆后，运动员无撑杆折断之忧，握杆点和助跑速度都有了很大的提高，最好成绩达到483米,这是人造材料战胜天然材料的典范。美国运动员玻璃纤维复合杆玻璃纤维复合杆,5.13m.而后来随着质量更轻、弹性更大的尼龙杆尼龙杆,新型碳纤维撑杆碳纤维撑杆出现，运动成绩也终于突破6米大关(布勃卡)。所以说，运动器材的较量并不亚于赛场上运动员的较量。在奥运会男子十项全能撑杆跳项目的比赛中，荷兰选手马蒂诺（Eugene Martineau）在撑起上升的瞬间突然断杆，上演了有惊无险的一幕。 材料的发展对撑杆跳的贡献材料的发展对撑杆跳的贡献采用高档PU（聚氨酯）运动鞋成为奥运赛场上选手们的理想之选。耐克公司Nike曾在悉尼奥运会上为女飞人琼斯用新型工程塑料新型工程塑料特制了一双鞋，总质量只有992克，可使运动员奔跑的脚步更加轻盈。而当年最出名的鞋恐怕要算耐克公司专门为我国110米栏选手刘翔参加奥运会定做的“红色魔鞋”了，它是目前耐克公司最轻的一双钉鞋。二、体育运动护具二、体育运动护具护具的分类护具的分类护具护具头盔头盔护腿板护腿板护关节护关节护腕护腕护肘护肘护腰护腰护膝护膝护脚踝护脚踝头盔多为溜冰、滑板、骑车、攀岩等运动者所有，头盔可以减轻甚至消除物体对头部的撞击伤害，以保证安全。头盔的减震作用，分为软保护和硬保护两种。软保护在冲击中，通过增加冲击距离减低冲撞的力量，硬保护没有增加冲击距离，而是通过自身的碎裂消化动能。1、头盔头盔的结构与材料PC材料头盔ABS材料头盔碳纤维材料头盔2、护腿板2.1概念概念一般指应用于足球运动的护胫板。也有应用于冰球、曲棍球等运动的护腿板。护腿板就是保护小腿的（随着技术的发展，现在有些护腿板也可以保护脚踝），因此也被称为护胫板。由于足球比赛的高对抗性，球员被踢到小腿是很经常的事情。从物理学上讲护腿板就是分散、缓冲施加到小腿上的压力和冲力，从而保护球员。护腿板一般为刚性板，可以分散对方腿和鞋施加的力。另外，护腿板和腿之间的空隙可以起到缓冲的作用，腿骨和护腿板间的皮肉也有缓冲作用，防止骨折。外形佩戴方式小板大板优点：小板较小较轻，戴上之后相对要舒服一些，很多技巧型的前场球员都喜欢佩戴小板。缺点：它的防护性也要相对差一些。插板固定板优点：大板比较大，重量也要重一些，它的防护面积很大，经常包括脚踝，防护性和缓冲性都不错。缺点：大而重，舒适性要差一些，选择大板的多是防守型球员或力量型的球员。插板就是直接插在球袜里，由于没有固定的绑带，插板非常舒适。可以用护腿板自身的绑带将其牢牢地固定在小腿上，但是绑带对于小腿还是有一定影响的。分类分类2.2分类分类插板固定板自增强产品英国的Leeds大学的研究人员在1975年以高密度聚高密度聚乙烯体系乙烯体系为基础第一次提出了单一聚合物复合材料(singlepolymercomposites,SPC)的概念基体和增强体是由同种聚合物的不同形态所构成，国内很多人称为自增强聚合物。他们对SPC的特点进行了概括：纤维与基体间熔点的差异是制备SPC的关键；纤维的高表面能表面能够促进成核，基体熔体在纤维表面外延取向晶体生长而形成横晶，从而提供足够的界面黏结强度。SPC材料最早由Amoco公司以Curv商标实施产业化，主要用作车底护板、旅行箱、运动器材、防护用品、头盔等。目前，国内也有这方面的研究，例如尼龙尼龙6自增强材料。聚合物自增强技术制成护腿板聚合物自增强技术制成护腿板材质：75%合成橡胶，25%拉伸尼龙护膝护膝护腕护腕70%尼龙20%弹性纤维10%橡胶3、关节护具材质：75%合成橡胶，25%拉伸尼龙护肘护肘护脚踝护脚踝三、运动服装基本性能要求：结实、耐磨、尺寸稳定并趋向于更加轻薄、柔软、耐穿且易洗快干。主要功能：在运动的时候可以最大限度地发挥运动员的潜能，同时能够最大限度地减少意外伤害和肌肉受损的危险以及降低摩擦和阻力。高性能的运动服装主要体现在两个方面：功能性和竞技性。3.1运动服装要求3.2、运动服装的功能性高性能运动服的功能主要有：防水透湿、温度控制、拉伸弹性、抗微生物、防火阻燃、高强耐穿、防紫外线以及智能化特性等。3.2.1.防水透湿防水透湿运动服又称防水透气运动服、可呼吸的运动服，它是集防水、透湿、防风和保暖性能为一体的服装，即能抵御雨水和寒风的入侵，保护肌体，又能让人体的汗液、汗气及时排出，从而使人体保持干爽、不粘湿和闷热，实现服装防水功能与热、湿舒适性的统一。加工方法：主要由高密度织物、涂层织物和层压织物加工而成。（1）高密度织物：采用细棉纤维（长绒棉）或超细合成纤维超细合成纤维长丝织成高密度织物，使这类织物的纱线间隙小到不允许水滴通过。（2）涂层织物：织物采用直接涂层、转移涂层、泡沫涂层、相位倒置或湿法涂层（凝固涂层）等工艺技术，使表面孔隙为涂层剂所封闭或减小到一定程度，因而具有防水性。（3）层压织物：将具有防水透湿功能的微孔薄膜，采用特殊的粘合剂，与普通织物通过层压工艺复合在一起形成防水透湿层压织物。层压时可以是两层织物或多层织物。3.2.2.湿度控制服装的湿度控制功能，又称服装的“吸汗快干”功能，适度的控制直接影响到服装的舒适性。运动员在训练和比赛的时候，通常要大量出汗，靠汗液蒸发散热来维持人体的热平衡。为了使皮肤与时装间的微气候不呈现高湿热状态，保持生理上的舒适感，就要求运动服装能够吸收汗水，并将汗水从贴近皮肤的内层传递到服装的外层，在服装的表面迅速蒸发，即具有吸汗快干的功能。温度控制包括两个方面：保温和自动调节温度。（1）保温运动服：一般是加厚运动服装的衣料在织物上蒸镀一层铝膜或钛膜以提高织物的保温性能，如在聚酯、再生纤维聚酯、再生纤维的混纺织物上真空蒸镀一层在高温下能熔化的铝应用相变材料（PCM)，这些材料可以从一种物理状态转变成另一种状态。在涤纶等合成纤维纺丝液中加入含氧化铬、氧化镁、氧化锆等的特殊陶瓷粉末（2）自动调节温度美国开发了具有调温功能的聚氨酯材料，该材料内含有聚己二醇（PEG）通过选择设计PEG的聚合度和含量，使PEG所构成的软段的玻璃化转变温度处于人体感觉舒适的温度范围。当环境温度高于临界温度时，高聚物发生相变吸热。同时聚合物体积膨胀，亲水基团空间体积增大，热运动加剧，使透湿量增加，排热排汗加快，使人感到凉爽；当环境温度低于高聚物临界温度时，PEG链段结晶，高聚物相变放出热量，同时布朗运动减小，透气性能降低，起到挡风保温作用。运动服装的竞技性运动服装的竞技性主要体现在应尽可能减少各种摩擦与阻力，为运动员发挥最佳成绩创造条件。有助于提高成绩的田径运动服作用。（1）一方面使运动员穿着松紧适度，保暖肌体，增加腿部力量。（2）使肌体受到一定压力，减低了引起疲劳的肌体颤动，改善了体力，提高了运动效率。泳衣可以使身体变成流线型，阻力更小，有助于提高比赛成绩。20世纪80年代末，出现了由超细聚酰胺纤维聚酰胺纤维和聚氨酯纤维聚氨酯纤维制成的泳衣，其平滑度和伸缩性是普通用衣的2倍以上。20世纪90年代初，澳大利亚研制了重量轻、吸湿小、阻力小且能有效地贴紧身体的高弹面料制成的Aauablade泳衣。20世纪90年代末，澳大利亚采用聚四氟乙烯纤维聚四氟乙烯纤维制成“鲨鱼皮泳衣”。3.3.有助于提高成绩的泳装泳装的设计，目前国际上向着降低阻力和提高着用感的方向发展。在降低摩擦阻力方面，近年来开发了低阻力的素材。20世纪90年代末，澳大利亚推出了新型游泳衣“快速皮肤”，也称鲨鱼皮泳衣，它完全模仿鲨鱼结构，采用聚四氟乙烯纤维制成，把手、脚、头以外的全部身体包住的连体紧身泳装，可以更合理地分配肌肉和关节的负荷，减少游泳中肢体的多余动作，降低消耗能量，同时还增强了身体的流线性，减小了水阻力。 3.4、有助于提高成绩的滑雪服关键是把具有特定尺寸的细线绳或缝合线合理固定在滑雪服的腿部、臀部及人体躯干，它能极大地减少空气阻力，提高流线稳定性，并增大传热散热效果。实验证明，滑雪服能够减少40%的空气阻力，同时能增大30%的人体散热能力，从而能使运动员能排除废热干扰，长久处于能高效发挥竞赛水平的凉爽状态。D3O材料被誉为十大未来材料之一；D3o是一种由“智能分子”组成的抗冲击材料。在常态下，这种材料柔软而具有弹性，一旦遇到高速的冲撞或挤压，分子间立刻相互锁定，材料变得坚硬从而消化外力。当外力消失后，材料会回复到它最初的柔性状态。它有着极强的吸收冲击的能力。这种材料同传统的护具相比轻巧许多而且与防护部位贴合感很好。它是能将自由活动与碰撞打击保护结合在一起的一种很理想的材料；此材料还有人称之为“软铠甲”。百足氏BAIZUS携手英国D3OLab，率先在国内将D3O材料应用于户户外外运运动动服服装装领领域域，是对传统户外运动服装一次革命性的提升。滑雪服本身的抗撞击功能一直是户外运动服装领域的空白。此次百足氏BAIZUS推出的D3O滑雪服成功弥补了这一缺失。3.5.足球服贴身的设计能够使球衣适应运动员的肌肉收缩。运动短裤和运动袜也使用了先进的合成弹性纤维，这种高弹力纤维可以缓解球员肌肉的振动，使球员在比赛中感觉更舒适。守门员穿的球衣表面布满了硅胶微粒，这样可增大足球与球衣之间的摩擦力，使足球不会轻易从球衣上滑脱，可以帮助守门员加固最后一道防线。 德国推出的一款足球服，其运动上衣不仅在球员最容易出汗的腋下汗腺区配有排汗蒸发性强的网眼布料，球衣的里衬采用了一种特殊的超细纤维聚乙烯材料，汗液能够通过面料上的微小间隙很快的散发出去。 运动短裤和运动袜也使用了先进的合成弹性纤维，可以缓解球员肌肉的振动，使球员在比赛中感觉更舒适。运动服装的发展趋势运动服装的发展趋势四、户外运动及休闲产品四、户外运动及休闲产品户外运动:是指在自然场地（非专用场地）或人工模拟的自然场地开展的体育活动。户外运动装备:是指户外运动爱好者在活动中需要使用到的器械、服装等物品。我国户外运动经过10余年的发展，从初期的郊游野营、背包自助，到专业人士参加的攀岩、探洞、雪山攀登等活动，越来越多的普通人投身进来。近几年来，中国户外运动快速兴起，人们的热情也越来越高，登山、攀岩、汽车、游泳、滑翔、热气球、滑水、探险、漂流、冲浪、潜水、钓鱼、毅行、徒步穿越等运动形式愈来愈受到人们的喜爱。户外运动渐渐成为一种以亲近自然、挑战自我为基础的新兴领域。在户外，人们倡导“自然、环保、健康、自由”的生活态度，崇尚“平等、真诚、挑战、互助”的人文精神。由于户外运动是一项专业性、挑战性、趣味性较强的体育活动，除了对参与者自身体能的要求外，还需要所使用的户外运动装备能适应恶劣的天气和复杂的地理环境，使之成为户外运动安全保证的第一道“保护屏障”，随之催生了户外用品市场。一、水面运动及航海类：一、水面运动及航海类：1潜水：潜泳、水下定向、水下摄影、2游泳：游泳，跳水，水球。3航海：冲浪，滑水，风帆，舢舨，帆船，游艇，摩托艇，水上摩托，漂流。二、陆地运动及单车运动：二、陆地运动及单车运动：1徒步：散步，行军，跑步，暴走，定向越野，猎狐。2单车：公路车长途，山地车越野，小轮车机动，山地速降。三、山地运动及地下活动：三、山地运动及地下活动：1、登山：徒步登山、攀爬登山、攀登雪山。2速降：滑雪，滑梯，滑草，岩降，溪降车降、滑降。3攀爬：攀岩，攀石，器械攀登。4探洞：天然洞穴，人工洞穴，水下溶洞。户外运动的分类四、野营活动及猎捕饮食：四、野营活动及猎捕饮食：1、野营露宿、打猎野炊，采集花草，模拟野战，拓展训练，荒岛生存。2钓鱼塘钓，海钓，钓虾，捕鱼捉蟹。3摄影写生，地质考察，采集矿石，调查民俗，考察古迹，采访奇闻。五、机动车船及航空运动五、机动车船及航空运动：1摩托：山地越野，公路竞赛，长途旅游。2汽车：赛车，越野，探险，旅游，度假。3滑行：滑雪，滑冰，滑水，旱冰，滑板，蹦极，岩跳。4航空运动：跳伞，滑翔伞，动力伞，热气球，滑翔机，超轻型飞机。户外装备户外装备F1赛车材料主要是碳纤维材料。昂贵，除了航空航天用的到，剩下的基本就是F1赛车了。比如前鼻翼撞到护墙了，我们找不到鼻锥在哪里，因为鼻锥是完全由碳纤维制成的，在撞击的一霎那产生巨大的冲击力，极短的时间，碳纤维立即成为粉末，尽可能地吸收这些力，从而保护赛车手。奥运会上，自行车场地比赛，冠军之争的差别甚至只有0001秒，除了运动员自身的素质，比赛用车的较量也成为很重要的因素。这种比赛用车的材料、设计都很特别，造价一般在8万元左右，而顶级赛车的造价则高达十几万元人民币。如今，赛车的车身全部采用碳纤维复合材料碳纤维复合材料，这使得整车的强度很高且质量极轻。中国国家自行车队当年雅典奥运会的比赛用车只有千克，一只手就可以拎起来。高强的材料使得选手能够骑出更快的速度。而赛车的设计也比较独特，由于碳纤维复合材料强度高，因而主体框架可以设计成很薄的流线型，前轮没有密集的辐条，取而代之的是形状扁平的五岔辐条，后轮则干脆是全封闭式，这样都可以有效地减小风阻力。2004年雅典奥运会冠军车价值9万人民币当今世界的体育竞争实质上是科学技术的竞争，而先进的材料先进的材料则是提高体育科学技术水平的重要条件之一。为了能够在接近极限的区域再有新突破，创造更好的成绩，世界各国尤其是发达国家都在不遗余力地将各种高技术、新材料高技术、新材料应用到运动训练和体育器材上，以提高运动成绩。这在撑杆跳高运动的发展过程中得到了凸现。谢谢观看