随着生活水平的提升，人们对体育运动的重视度逐渐增加，希望在休闲娱乐过程中获得健康体魄，因此，对体育运动器材的生产制作材料提出了较高要求。芳纶复合材料是一种高科技材料，最初应用于航空...

随着生活水平的提升，人们对体育运动的重视度逐渐增加，希望在休闲娱乐过程中获得健康体魄，因此，对体育运动器材的生产制作材料提出了较高要求。芳纶复合材料是一种高科技材料，最初应用于航空航天领域，之后芳纶复合材料凭借显著的性能优势在体育领域获得广泛应用。芳纶可与橡胶、树脂等材料结合形成芳纶增强复合材料。芳纶复合材料有着密度小、力学性能好、易成型且可设计性强等显著优势，很适合体育领域运动器材和防护用具的设计与生产。

芳纶复合材料概述

芳纶

芳纶是由芳香族聚酰胺树脂纺成的纤维，分子式的主体是芳香环或者其衍生物，超过85%的酰胺键与芳香环上的碳原子连接形成聚酰胺纤维，是一种新型的高分子材料。它具有较高强度和模量，可耐高温、绝缘以及阻燃等，具有优异的防护性能，因此芳纶可被应用于防护用具的生产与制作中，在航空航天、体育、军事等领域的应用中亦有着突出表现。芳纶和玻璃纤维一样，在产品形态和规格上品种多样。另外，为提升材料的综合力学性能，芳纶常与树脂类材料复合使用，例如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等。

芳纶复合材料

常见的芳纶复合材料是以环氧树脂作为基体材料，芳纶作为增强纤维，因此芳纶复合材料同时具有芳纶和环氧树脂的各自优势，又在强度、刚性以及抗老化等性能方面有着明显提高。碳纤维增强复合材料是目前体育设施与器材领域大量使用的纤维复合材料，而芳纶复合材料在抗疲劳性能和抗冲击性能方面比碳纤维增强复合材料有着更大的优势，因此，芳纶复合材料是很多需要承担冲击载荷和动载荷的体育运动器材制备过程中的理想生产材料。

芳纶复合材料的成型工艺与其他纤维复合材料类似，有手糊法、缠绕法、真空袋法、预浸渍法以及注射法等，可根据体育运动器材的运动特性或者使用需求选择合适的生产工艺。芳纶材料在结构上和功能上与其他材料的复合生产，增强了纤维复合材料的综合使用性能，且生产工艺种类较全，因此芳纶复合材料的可设计性非常强。通过调整与之复合的纤维种类或者基体材料就可获得不一样性能的复合材料，容易满足一些体育器材的特殊使用性能需求，这是一些金属材料或者木质材料在体育器材的设计生产上无法比拟的优势。

芳纶复合材料应用于体育器材的性能优势

密度小

一般来说，同一种体育运动器材，质量轻的比质量重的更容易提升运动水平。一些体育器材的生产上选择质量较轻的木质材料，虽满足了质量，但木材的力学性能较差，使用寿命不久。之后采用成型简单、力学性能较强的金属材料，但又存在密度大、质量重的缺陷。随着纤维材料的研发，芳纶及其复合材料逐渐被广泛应用于体育器材的生产制作中。芳纶的密度远低于铝合金的密度，碳纤维材料的密度在1.76~1.80g/cm3，芳纶材料的密度还要略低于碳纤维材料。因此，在同类型体育器材的生产制作上，密度很小的芳纶复合材料具有显著优势。

力学性能好

为确保运动员在使用体育器材进行训练或者竞赛时的安全性，生产材料需要具有较高的比强度和比模量。纤维复合材料较为符合选材要求，比单一的材料具有更高的强度和刚性。表1比较了几种纤维增强复合材料的力学性能。综合来看，在这几种性能优异的纤维复合增强材料中，芳纶复合材料比强度值最高，比模量也较高，如果将芳纶与其他纤维材料进行复合，会产生“混杂效应”，可在原基础上增强芳纶复合材料原本不太突出的力学性能，以实现体育器材的特定性能需求。

阻尼性能好

在一些体育运动项目中，为帮助运动员更好地发挥实力，会优先选用阻尼性能较强的运动器材，这些器材通常采用芳纶复合材料进行生产与制造，因为相比于普通金属，芳纶复合材料有着更好的阻尼减震性。计算与实测不同复合材料的阻尼值比较

如表2所示，这三种复合材料中所用的环氧树脂的损耗因子为0.026。另外，由芳纶与玻璃纤维混合加工而成的复合材料中，增加玻璃纤维的比例，能够进一步提升复合材料的阻尼性能；而在芳纶与碳纤维混合而成的复合材料中，增加碳纤维所占比例反而会降低复合材料的阻尼性能。通过掌握不同增强纤维混杂效应规律，可设计与生产出阻尼性能更高的体育运动器材。

安全环保

在绿色可持续发展理念的指导下，体育器材在追求更好的综合性能优势以外，也要重视对环境的保护和资源的节省。绿色环保的体育器材与设施不仅起到保护环境的作用，也是运动员在训练或者比赛过程中的人身健康、安全的有力保证，可有效提升运动员对体育目标的高质量完成。芳纶及其复合纤维有着较小的密度、较高的强度以及良好的耐磨性能等优点，因此，在一些体育器材的生产中，由芳纶复合材料代替一些不环保的材料，可以有效减少这类材料的使用给周围环境和运动人员造成的损害，也可被用于防护用具和产品的生产制造中

芳纶复合材料在体育运动器材中的实际应用

防护设施与用品

体育训练或者竞赛是一项时刻具有危险性的运动，需要防护设施与用具的全面保护，特别是在速度快、强度大的抗击性运动中，例如，赛车、滑雪等。坚固的防护设施与用具是保障运动员人身安全的重要因素，也是体育运动得以顺利、安全、长期举办的有利条件。

以往的防护设施和穿戴用具经常采用橡胶和皮革的材料进行生产制作，但此材料制成的防护设施与用品通常质量重、体积大，没有良好的透气性，给运动员的使用体验感较差，不利于运动员实力的发挥，在高危险性的体育竞赛中甚至会威胁到运动员的人身安全。而芳纶复合材料加工而成的防护设施与用品，具备质量轻、透气性好以及防震减震等优势，不仅能有效减小运动员在体育运动中的危险性，还能够满足运动员对高水平、高质量体育训练与竞赛的需求。在一些剧烈体育运动中，芳纶复合材料体育防护设施与用具可有效减轻意外事故中运动员受到的撞击和碰撞力度。

乒乓球拍

传统的乒乓球拍手柄使用木质材料制作，板面使用木质和橡胶材料制作，不仅质量大，弹力效果也不理想。运动员长时间训练会产生酸痛感。随着纤维材料的研发与应用，芳纶和碳纤维复合而成的材料，可用来制作特种纤维乒乓球拍底板，使得乒乓球拍的质量、强度和弹性都有了大幅度提升，这样在击球时，刚性和弹性优良的乒乓球拍可提供给乒乓球更大的速度和能量，并且，芳纶材料的使用，增强了球拍的减震能力，带给运动员较为舒适、清晰的击球手感。运动员使用该类型乒乓球拍进行日常训练与竞技比赛，可有效促进乒乓球竞技实力的提升。

滑雪板

在滑雪运动中，一个高质量的滑雪板可以有效减少滑雪事故的发生。滑雪板需要承载运动员的体重，而芳纶复合材料制成的滑雪板不仅质量轻，还具备超高强度，不易耗费运动员的体力，可满足运动需求。简单一点的下坡滑雪运动中，芳纶复合材料增强了滑雪板的阻尼减震性能，运动员更加容易控制下滑过程中的弯曲和扭转振动。越野滑雪运动对滑雪板的质量和运动员的实力有较高的要求，非常考验滑雪板的减震、耐磨性能，芳纶复合材料制作而成的滑雪板，完全满足这一运动的标准，有助于减轻运动员受到的冲击感，提升对滑雪过程速度、方向的稳定控制。

运动帆板

海上运动使用的体育器材，例如，帆板、冲浪板等，也是体育运动领域常用器材。芳纶复合材料在此类器材中的应用可能不如其他体育领域器材广泛，常采用手糊和层压成型工艺实现帆板船板体的生产加工。芳纶复合材料用于帆板船板体的设计中，可增强帆板使用寿命，缓解海水侵蚀进程，促进运动帆板的轻量化发展。此外，在帆板船角索和拉帆索的生产制作中，可积极采用芳纶复合材料，增加帆板局部器材的实用效果。

运动绳索

芳纶复合材料在运动绳索领域的应用较为广泛。由于芳纶复合材料具有高强度、耐磨、耐腐蚀的优良性能，加工而成的登山绳索、速降绳索、冲浪绳索等普遍具有拉力大、抗老化、耐摩擦的显著优点，改变了传统绳索易断、受摩擦严重的现象。芳纶复合材料的引进，扩大了运动绳索在材料上的选择范围，加工而成的绳索逐渐被体育器材、船舶器材领域广泛应用。

芳纶复合材料以其显著力学性能、阻尼减震性能和安全环保性能等，被广泛应用于体育器材的生产与制造中。

芳纶复合材料在体育防护设施与穿戴护具中的应用，有效保证了运动员的生命安全，在乒乓球拍、滑雪板等体育器材中的应用，不仅减轻了体育器材的质量，也提升了其刚性、抗冲击性和耐磨性。相信随着材料的研究与开发，芳纶复合材料会更加促进体育器材综合性能的提升。