【时尚科技】 国内抗冲击材料的研究现状

 

运动防护装备

 

 

滑雪、骑行等一些运动项目，由于场地复杂，速度较快、技巧难度大，运动者在高速运动状态下一旦发生撞击、摔滑等事故，将会造成严重伤害甚至危及生命安全。研究表明，使用护背、护腕、髋垫、膝关节垫等防护装备可以明显降低运动者受伤的整体风险。因此防护装备已成为必要的运动装备之一，尤其是近年来随着“带动三亿人参与冰雪运动”目标的提出，运动防护装备行业也迎来史无前例的发展机遇。本刊特设专题系列从护具所用抗冲击材料的研究、相关产品的外观设计到商业品牌推广等多个角度剖析运动防护装备的发展现状，本期主要介绍国内抗冲击材料的研究现状。

我国对人体防护类材料的研究起步较晚，且多集中于缓震领域。2014年，西安理工大学李峰等研究出硼酸改性聚硅氧烷（PBDMS），这是一种类似于D3O的具有剪切增稠效应的聚合物，取名P4U，随后该技术所有相关专利被匹克公司收购；2018年，匹克发布了一种应变率响应型材料，能在跑跳时呈现弹性，散步时变得柔软。

林至公司开发了一种类似Poron的ACF（ArtificialCarti-lage Foam，人工软骨泡沫）材料，已公开的技术文件称该材料在微观上具有像毛刷一样的三维超微结构，当受到外力冲击时，成千上万的毛刷相互摩擦，将冲击能量转化为不明显的热能。目前应用于工业机械减震、缓震鞋垫等产品，可以吸收90%以上的冲击能量。

安迪上科公司研发的“EUDE FOAM”也是一种高密度聚氨酯泡沫体，且在Salomon、G－FORM等品牌中有所应用。在其公开的专利配方中还含有聚苯乙烯微球，低温下材料整体处于黏弹状态，可以吸收冲击能量；高温下由于聚苯乙烯微球具有较高的玻璃化转变温度，当受到冲击时，黏性的聚氨酯弹性体单元率先变形，而聚苯乙烯微球之间发生非弹性和弹性碰撞，从而吸收冲击能量。

山东贝隆控股集团和北京化工大学联合开发出了一系列杜仲胶护具产品，由杜仲胶与发泡聚氨酯等复合而成。杜仲胶具有良好的耐冲击、耐疲劳、抗撕裂、生物亲肤等特性，其形状记忆特性与低温可塑特性使其可以根据体育运动员体型塑形，增加护具与被保护位置的贴合度，开发出适配性强、可个性化定制的杜仲胶体育护具。目前四肢护具及护甲已经在冬残奥高山滑雪运动员训练中使用，舒适性与适配度的提高带来了更为显著的防护效果。

北京中科力信科技有限公司针对现有热塑性弹性体（TPE）冲击防护性能不足的问题，发明了一种改性TPE复合材料，该TPE复合材料的断裂延伸率为221％，相对于TPE本料表现出更好的韧性和柔韧性。目前，相关产品已经顺利通过各项专业性测试，并成功应用于军用护膝、护肘和瑜伽垫产品。