新型抗機械沖擊的運動防護服的研制

張廣鵬

摘要：由于傳統運動防護服沒有采用膠原質樹脂作為研制原料，因此抗機械沖擊力低。為此，進行新型抗機械沖擊的運動防護服的研制。利用膠原質樹脂的膨脹特性，受到機械沖擊時，材料立即從柔軟變成堅硬;等到沖擊作用力完全消失后，材料再由堅硬變成柔軟。實驗結果：研制運動防護服的抗機械沖擊力更高，可以達到預期的防護效果。

關鍵詞：新型;抗機械沖擊;運動防護服;研制

中圖分類號：TQ321

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）07-0139-03

眾所周知，運動員在長時間高壓訓練以及參加比賽過程中，很容易在高速運動時受到意外機械沖擊，一旦受傷，對運動員的職業生涯甚至一生都將產生不可逆的消極影響”。抗機械沖擊的運動防護服對于熱愛體育運動，尤其是從事體育運動的職業運動員來講，是保護其自身安全的有效方式。最早開始研究抗機械沖擊運動防護服的起源于20世紀80年代，將可吸收振動的材料通過特殊設計融合在運動服的紡織品中，通過吸收機械沖擊所引起的沖擊力，降低由于機械沖擊對運動員帶來的受傷風險系數。新型抗機械沖擊的運動防護服在傳統運動防護服的基礎上，對防護與舒適這兩項重要指標提出了更高的要求，致力于在充分考慮透氣性以及柔性的前提條件下，有效抵抗機械沖擊，保證其安全性能。本文結合DowCorning公司采用專利技術新研制的具備防沖擊以及舒適雙重效應的抗機械沖擊運動防護服，提出新型抗機械沖擊的運動防護服的研制，為運動員提供最佳保護。

1新型抗機械沖擊的運動防護服的研制

1.1采用膠原質樹脂

由于運動防護服在面對機械沖擊時，會產生瞬間熱量，導致溫度急速上升，而膠原質樹脂分子的主鏈結構是-0-Si-0-，硅氧鍵很穩定，不容易斷開，所以表現出來就是膠原質樹脂很穩定，耐高溫。膠原質改性環氧樹脂是在環氧樹脂主體當中通過縮合反應引入低分子量的聚硅氧烷，目的是改善環氧樹脂的電氣、耐熱等性能。膠原質樹脂是在有機硅樹脂主體通過縮合反應引入環氧基團，目的是提高膠原質樹脂的強度、耐熱、耐老化性能。膠原質樹脂從單一結構聚合物向多元聚合物發展，形成功能更為復雜的共聚物，如：二元共聚（或復合）、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-環氧-聚氨酯，丙烯酸-環氧-含硅，丙烯酸-環氧-含氟等;四元共聚包括：丙烯酸-環氧-聚氨酯-含硅（含氟）樹脂。多元共聚形成的膠原質樹脂體系，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，體系非常復雜復合體系。通過改變合成樹脂配方以及加工工藝，形成協同效應，取長補短，得到性能最佳的抗機械沖擊材料，可以滿足抗機械沖擊運動防護服的研制要求。本文研制的新型抗機械沖擊的運動防護服采用膠原質樹脂，由于膠原質樹脂自身具備的膨脹特性，能夠在受到機械沖擊的情況下，立即從柔軟的材料變成堅硬的固體;在機械沖擊作用力消失的情況下，再由堅硬的固體變成柔軟的材料。這樣一來，就能夠保證新型抗機械沖擊的運動防護服在具備防護效果的同時，提高平時使用的舒適度[2]。

1.2引進積極防護系統

在本文研制的新型抗機械沖擊的運動防護服中，引進積極防護系統最大的目的在于提高運動防護服的舒適性。通過積極防護系統在織物表面與機械沖擊相遇面間隔紗上的膨脹膠原質樹脂，在接受沖擊力變堅硬后，再將沖擊力傳遞給與之相鄰的間隔紗上的膨脹膠原質樹脂，將沖擊力展開處理，提高防護等級。積極防護系統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造，通過引進積極防護系統對織物間隔紗進行細微化設計，使其能夠最大程度上增強抗機械沖擊性能。相同的織物在不同條件下受機械沖擊所產生的抗機械沖擊效果也必然有所差異，為確保本文研制的抗機械沖擊運動防護服無論是在高溫、潮濕還是浸濕狀態下，都能夠保證其防護效果不受影響，針對相同的織物在不同條件下受機械沖擊所產生的抗機械沖擊效果進行分析，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，引進積極防護系統研制的運動防護服在保證防護性能與舒適度的同時，還具備織物易護理的功能。

1.3發生輝光放電反應

考慮到膠原質樹脂是一類非常獨特的硅氧烷，是由四官能度硅氧烷縮聚鏈節（Q）與單官能度硅氧烷鏈節（M）構成的有機硅樹脂，其摩爾質量一般1000～8000，分子結構中M鏈節與Q鏈節的量之比及結構決定樹的性質和應用范圍。因此，能夠通過相較靜態的低壓氣體GD，顯示輝光的氣體放電現象，該獨特反應具有出色的靈敏度和較低的多原子干擾，穩定性絕佳。

1.4完成抗機械沖擊運動防護服研制

根據上述要求研制的抗機械沖擊運動防護服，，上衣采用尼龍熒光黃網布+黑色網布結合膠原質樹脂，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。抗機械沖擊運動防護服上衣采用CE認證護具，護肩*2、護肘*2、護背*1，在運動過程中起到良好的緩沖作用，防止摔傷。腋下透氣網布設計，提高透氣性，夏季運動通風透氣，更好的解決悶熱感。抗機械沖擊運動防護服褲子采用耐磨四面彈力尼龍面料結合膠原質樹脂，透氣舒適，彈性良好，耐磨耐穿。膝蓋采用可拆卸CE認證的安全護具，具有良好的吸震和防撞擊功能，有效保護關節部位安全，保障運動員受到機械沖擊的安全性。與此同時，在腰頭兩側魔術貼調節帶，內側防滑松緊帶設計，起調節腰圍的作用，提高穿著合體性。腰頭有3個皮帶袢，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計，符合人體膝蓋運動彎曲，提高靈活性及舒適性。研制的抗機械沖擊運動防護服整體立體裁剪，美觀大方，穿著舒適，走線精致，不斷線。

2實驗