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      由于具有高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)異性能，碳纖維優(yōu)異的力學(xué)性能使體育用品制造商產(chǎn)生濃厚的興趣，自1970年代碳纖維商品化以來(lái)，從跑步鞋到冰球桿、釣魚(yú)竿、高爾夫球桿和網(wǎng)球拍開(kāi)始采用碳纖維為原料由于碳纖維的高強(qiáng)度和對(duì)結(jié)構(gòu)損害的高承受能力，在高速賽車(chē)上它已經(jīng)挽救了許多生命。它也可以用在安全頭盔中，適用于攀巖、騎馬和摩托車(chē)，實(shí)際上，在任何有頭部受傷危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)中均可以使用碳纖維。

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       本次主要介紹的碳纖制品都可以通過(guò)卷管工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將碳纖維預(yù)浸布在卷管機(jī)上熱卷成型。其原理是利用卷管機(jī)上的熱輥將預(yù)浸布軟化，讓樹(shù)脂成熔融狀態(tài)，然后在一定的張力作用下，使?jié)L筒運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中借助與芯模之間的摩擦力，將膠布連續(xù)卷到芯管上，直到達(dá)到要求的厚度。接著在成型的碳纖維管上裹上薄膜，送入固化爐中固化。固化以后脫模成型，根據(jù) 需要再進(jìn)行一些后處理，例如打磨、切割等，就得到了成品碳管。

碳纖維卷管工藝在體育休閑領(lǐng)域應(yīng)用

釣魚(yú)竿

      釣魚(yú)竿是可以充分利用碳纖維重量輕，高剛度，高靈敏度等特性的應(yīng)用產(chǎn)品之一。 比模量和比強(qiáng)度是單位重量的材料的模量和強(qiáng)度。這兩個(gè)物理量相當(dāng)于拿兩根一樣重的桿子去比較，哪個(gè)敏感，哪個(gè)結(jié)實(shí)。這樣的比較對(duì)釣魚(yú)人才有意義。比較中勝出的碳纖，能在得到同樣性能的前提下，把桿子做得更輕?；蚴峭瑯又亓康那疤嵯掳褩U子做得更強(qiáng)。

      剛度越強(qiáng)的魚(yú)竿其脆性越弱， Strain 是形變值，意思是碳纖被拉到斷時(shí)，被抻長(zhǎng)了百分之多少。數(shù)字越大的碳纖維，做出的桿子越不怕彎，越能有效的緩沖，就是越韌。

      在新西蘭，Kilwell在魚(yú)竿的設(shè)計(jì)中加入了納米纖維膜Xantu. Layr，達(dá)到了提升斷裂負(fù)載100%的目的。增加魚(yú)竿的斷裂負(fù)載也就意味著使用同等規(guī)格的魚(yú)竿可以釣到更大的魚(yú)。最關(guān)鍵的是復(fù)合材料的厚度和重量幾乎不受影響。

高爾夫球桿

      碳纖維材質(zhì)高爾夫球桿質(zhì)量遠(yuǎn)輕于金屬，在既定功率下碳纖維球桿速度更高。2018年10月，全球高爾夫球桿頂級(jí)制造商Graphite Design公司推出了Tour AD 系列高爾夫球桿，球桿采用了東麗T1100G碳纖維預(yù)浸料和先進(jìn)的納米合金技術(shù)，在保證纖維重量不增加前提下，大幅度提高了結(jié)構(gòu)剛度。

Graphite Design Tour AD M9003  桿身（售價(jià)：2600元）

      日本東麗碳纖維研制初期使用目標(biāo)即為高爾夫球桿等高端體育產(chǎn)品領(lǐng)域，對(duì)于最新T1100G級(jí)高端碳纖維，仍然瞄準(zhǔn)這一領(lǐng)域，充分證明力碳纖維在該領(lǐng)域具有相當(dāng)可觀的利潤(rùn)。

棒球桿

      碳纖維棒球桿優(yōu)勢(shì)在于可以減少擊球時(shí)的手感麻木，而且采用碳纖維棒球桿后，可使擊球速度更快，飛行距離更長(zhǎng)

      很多碳纖維圓管在做孔加工時(shí)，很容易呈現(xiàn)出分層、管壁碎裂等情況，新西蘭Revolution Fibres 研發(fā)生產(chǎn)的納米纖維增韌膜Xantu.Layr?采用靜電紡絲工藝，由幾千米長(zhǎng)的熱塑性聚合物納米纖維組成。特別適合用于環(huán)氧樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料的層間增韌，與卷管工藝搭配幾乎不增加重量和厚度，顯著提高復(fù)合材料的斷裂韌性（抗脫層性）、沖擊后抗壓強(qiáng)度CAI（損傷容限）和抗疲勞性能，使樹(shù)脂在受到壓力或沖擊時(shí)不易發(fā)生微裂紋。 

       碳纖維具有優(yōu)異的強(qiáng)度和硬度，但是復(fù)合材料的抗沖擊性、斷裂韌性和分層強(qiáng)度通常較差，特別是當(dāng)使用脆性熱固性樹(shù)脂時(shí)。

      眾所周知，環(huán)氧樹(shù)脂的斷裂伸長(zhǎng)率只有4%，在解決剛性的同時(shí)我們需要改善樹(shù)脂的韌性，例如增韌顆粒和聚合物膜。但是傳統(tǒng)的增韌系統(tǒng)在增韌的同時(shí)會(huì)犧牲復(fù)合材料的物理或者機(jī)械性能。鑒于此，我們推薦第三代復(fù)合材料增韌產(chǎn)品納米纖維膜，納米纖維膜原材料為PA66，與環(huán)氧樹(shù)脂相比具有較高的斷裂伸長(zhǎng)率（30%），也就是說(shuō)納米纖維膜可以承受更大的形變，進(jìn)而改善斷裂負(fù)載。

      現(xiàn)在碳纖維已成為體育用品必不可少的基本材料，如何發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)改善它的弱點(diǎn)，最大限度發(fā)揮產(chǎn)品價(jià)值，韌性增強(qiáng)，高強(qiáng)度抗脫層是不變追求的主題，納米纖維增韌膜作為第三代增韌技術(shù)的應(yīng)用，大連義邦還將帶來(lái)更多的實(shí)例分享。

（部分素材圖片來(lái)源于“碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)”以及網(wǎng)絡(luò)資料，意在傳播新應(yīng)用，侵刪）