新型抗機(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的研制

張廣鵬

摘要：由于傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)防護(hù)服沒有采用膠原質(zhì)樹脂作為研制原料，因此抗機(jī)械沖擊力低。為此，進(jìn)行新型抗機(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的研制。利用膠原質(zhì)樹脂的膨脹特性，受到機(jī)械沖擊時(shí)，材料立即從柔軟變成堅(jiān)硬;等到?jīng)_擊作用力完全消失后，材料再由堅(jiān)硬變成柔軟。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：研制運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的抗機(jī)械沖擊力更高，可以達(dá)到預(yù)期的防護(hù)效果。

關(guān)鍵詞：新型;抗機(jī)械沖擊;運(yùn)動(dòng)防護(hù)服;研制

中圖分類號(hào)：TQ321

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2020）07-0139-03

眾所周知，運(yùn)動(dòng)員在長(zhǎng)時(shí)間高壓訓(xùn)練以及參加比賽過程中，很容易在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到意外機(jī)械沖擊，一旦受傷，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的職業(yè)生涯甚至一生都將產(chǎn)生不可逆的消極影響”?？箼C(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服對(duì)于熱愛體育運(yùn)動(dòng)，尤其是從事體育運(yùn)動(dòng)的職業(yè)運(yùn)動(dòng)員來講，是保護(hù)其自身安全的有效方式。最早開始研究抗機(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的起源于20世紀(jì)80年代，將可吸收振動(dòng)的材料通過特殊設(shè)計(jì)融合在運(yùn)動(dòng)服的紡織品中，通過吸收機(jī)械沖擊所引起的沖擊力，降低由于機(jī)械沖擊對(duì)運(yùn)動(dòng)員帶來的受傷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。新型抗機(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服在傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的基礎(chǔ)上，對(duì)防護(hù)與舒適這兩項(xiàng)重要指標(biāo)提出了更高的要求，致力于在充分考慮透氣性以及柔性的前提條件下，有效抵抗機(jī)械沖擊，保證其安全性能。本文結(jié)合DowCorning公司采用專利技術(shù)新研制的具備防沖擊以及舒適雙重效應(yīng)的抗機(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服，提出新型抗機(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的研制，為運(yùn)動(dòng)員提供最佳保護(hù)。

1新型抗機(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的研制

1.1采用膠原質(zhì)樹脂

由于運(yùn)動(dòng)防護(hù)服在面對(duì)機(jī)械沖擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生瞬間熱量，導(dǎo)致溫度急速上升，而膠原質(zhì)樹脂分子的主鏈結(jié)構(gòu)是-0-Si-0-，硅氧鍵很穩(wěn)定，不容易斷開，所以表現(xiàn)出來就是膠原質(zhì)樹脂很穩(wěn)定，耐高溫。膠原質(zhì)改性環(huán)氧樹脂是在環(huán)氧樹脂主體當(dāng)中通過縮合反應(yīng)引入低分子量的聚硅氧烷，目的是改善環(huán)氧樹脂的電氣、耐熱等性能。膠原質(zhì)樹脂是在有機(jī)硅樹脂主體通過縮合反應(yīng)引入環(huán)氧基團(tuán)，目的是提高膠原質(zhì)樹脂的強(qiáng)度、耐熱、耐老化性能。膠原質(zhì)樹脂從單一結(jié)構(gòu)聚合物向多元聚合物發(fā)展，形成功能更為復(fù)雜的共聚物，如：二元共聚（或復(fù)合）、三元共聚（或雜合），甚至四元或五元共聚。二元共聚包括：丙烯酸一醇酸樹脂，丙烯酸-環(huán)氧樹脂，丙烯酸-聚氨酯樹脂，丙烯酸-含硅樹脂，丙烯酸-含氟樹脂等;三元共聚包括：丙烯酸-環(huán)氧-聚氨酯，丙烯酸-環(huán)氧-含硅，丙烯酸-環(huán)氧-含氟等;四元共聚包括：丙烯酸-環(huán)氧-聚氨酯-含硅（含氟）樹脂。多元共聚形成的膠原質(zhì)樹脂體系，單體組分通過聚合形成共聚（接枝、嵌斷）化合物，甚至含有一定各自單體均聚物，體系非常復(fù)雜復(fù)合體系。通過改變合成樹脂配方以及加工工藝，形成協(xié)同效應(yīng)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，得到性能最佳的抗機(jī)械沖擊材料，可以滿足抗機(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的研制要求。本文研制的新型抗機(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服采用膠原質(zhì)樹脂，由于膠原質(zhì)樹脂自身具備的膨脹特性，能夠在受到機(jī)械沖擊的情況下，立即從柔軟的材料變成堅(jiān)硬的固體;在機(jī)械沖擊作用力消失的情況下，再由堅(jiān)硬的固體變成柔軟的材料。這樣一來，就能夠保證新型抗機(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服在具備防護(hù)效果的同時(shí)，提高平時(shí)使用的舒適度[2]。

1.2引進(jìn)積極防護(hù)系統(tǒng)

在本文研制的新型抗機(jī)械沖擊的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服中，引進(jìn)積極防護(hù)系統(tǒng)最大的目的在于提高運(yùn)動(dòng)防護(hù)服的舒適性。通過積極防護(hù)系統(tǒng)在織物表面與機(jī)械沖擊相遇面間隔紗上的膨脹膠原質(zhì)樹脂，在接受沖擊力變堅(jiān)硬后，再將沖擊力傳遞給與之相鄰的間隔紗上的膨脹膠原質(zhì)樹脂，將沖擊力展開處理，提高防護(hù)等級(jí)。積極防護(hù)系統(tǒng)織物受力膨脹的橫截面，如圖1所示。

通過圖1可知，織物間隔紗的載體一般采用菱形構(gòu)造，通過引進(jìn)積極防護(hù)系統(tǒng)對(duì)織物間隔紗進(jìn)行細(xì)微化設(shè)計(jì)，使其能夠最大程度上增強(qiáng)抗機(jī)械沖擊性能。相同的織物在不同條件下受機(jī)械沖擊所產(chǎn)生的抗機(jī)械沖擊效果也必然有所差異，為確保本文研制的抗機(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服無論是在高溫、潮濕還是浸濕狀態(tài)下，都能夠保證其防護(hù)效果不受影響，針對(duì)相同的織物在不同條件下受機(jī)械沖擊所產(chǎn)生的抗機(jī)械沖擊效果進(jìn)行分析，得出的不同條件下織物的防沖擊效果具體信息，如表1所示。

通過表1可知，引進(jìn)積極防護(hù)系統(tǒng)研制的運(yùn)動(dòng)防護(hù)服在保證防護(hù)性能與舒適度的同時(shí)，還具備織物易護(hù)理的功能。

1.3發(fā)生輝光放電反應(yīng)

考慮到膠原質(zhì)樹脂是一類非常獨(dú)特的硅氧烷，是由四官能度硅氧烷縮聚鏈節(jié)（Q）與單官能度硅氧烷鏈節(jié)（M）構(gòu)成的有機(jī)硅樹脂，其摩爾質(zhì)量一般1000～8000，分子結(jié)構(gòu)中M鏈節(jié)與Q鏈節(jié)的量之比及結(jié)構(gòu)決定樹的性質(zhì)和應(yīng)用范圍。因此，能夠通過相較靜態(tài)的低壓氣體GD，顯示輝光的氣體放電現(xiàn)象，該獨(dú)特反應(yīng)具有出色的靈敏度和較低的多原子干擾，穩(wěn)定性絕佳。

1.4完成抗機(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服研制

根據(jù)上述要求研制的抗機(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服，，上衣采用尼龍熒光黃網(wǎng)布+黑色網(wǎng)布結(jié)合膠原質(zhì)樹脂，透氣性耐磨性好叫。整件上衣采用3M反光晶格條，全方位反光，增加可視性?？箼C(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服上衣采用CE認(rèn)證護(hù)具，護(hù)肩*2、護(hù)肘*2、護(hù)背*1，在運(yùn)動(dòng)過程中起到良好的緩沖作用，防止摔傷。腋下透氣網(wǎng)布設(shè)計(jì)，提高透氣性，夏季運(yùn)動(dòng)通風(fēng)透氣，更好的解決悶熱感?？箼C(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服褲子采用耐磨四面彈力尼龍面料結(jié)合膠原質(zhì)樹脂，透氣舒適，彈性良好，耐磨耐穿。膝蓋采用可拆卸CE認(rèn)證的安全護(hù)具，具有良好的吸震和防撞擊功能，有效保護(hù)關(guān)節(jié)部位安全，保障運(yùn)動(dòng)員受到機(jī)械沖擊的安全性。與此同時(shí)，在腰頭兩側(cè)魔術(shù)貼調(diào)節(jié)帶，內(nèi)側(cè)防滑松緊帶設(shè)計(jì)，起調(diào)節(jié)腰圍的作用，提高穿著合體性。腰頭有3個(gè)皮帶袢，可通過樹脂四合扣打開，用于掛載裝備腰帶。膝蓋破骨立體凸出設(shè)計(jì)，符合人體膝蓋運(yùn)動(dòng)彎曲，提高靈活性及舒適性。研制的抗機(jī)械沖擊運(yùn)動(dòng)防護(hù)服整體立體裁剪，美觀大方，穿著舒適，走線精致，不斷線。

2實(shí)驗(yàn)