Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu attīstība un tendences sportā un atpūtā (I daļa) (1)

Oct 16, 2026

Atstāj ziņu

2026. gada 22. jūlijā Ķīnas sporta galvenā administrācija oficiāli izdeva “15. piecgadu plānu sporta lielvaras celtniecībai” -, kas ir pirmais valsts-līmeņa plāns, kura tēma ir sporta valsts veidošana. Tajā ir noteikti skaidri mērķi 2030. gadam: sporta nozares kopējā izlaide pārsniedz 7 triljonus RMB, sporta norises vietas platība uz-iedzīvotāju ir 4 kvadrātmetri, un aptuveni 40% iedzīvotāju regulāri vingro.

 

Pārejot no 5,12 triljoniem RMB uz 7 triljoniem RMB, sporta nozare atklāj pilnīgi jaunu izaugsmes ciklu. Šajā ciklā oglekļa šķiedras kompozītmateriāli -, kas tiek slavēti kā "jauno materiālu karalis" un "melnais zelts" -, kļūst par sporta preču kvalitātes uzlabošanas galveno virzītājspēku. Saskaņā ar Galvenās muitas administrācijas datiem Ķīna 2026. gada pirmajā pusē eksportēja sporta preču un aprīkojuma RMB 67,53 miljardu apmērā, kas veido vairāk nekā 40% no pasaules eksporta. Sporta precēs izmantoto oglekļa šķiedras kompozītmateriālu pasaules tirgus 2025. gadā sasniedza 27,86 miljardus RMB, un tiek prognozēts, ka līdz 2032. gadam tas sasniegs 40,79 miljardus RMB.

 

1. Politika Tailwinds: Sporting Powerhouse atver jaunu zilu okeānu oglekļa šķiedrai

Plānā ir skaidri noteikts, ka sporta preču ražošanas nozarei ir jāpāriet uz augstākās klases,{0}}gudru un videi nekaitīgu ražošanu, gūstot sasniegumus progresīvu materiālu, piemēram, oglekļa šķiedras un titāna sakausējumu izmantošanā sporta precēs. Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrijas un septiņu citu departamentu izdotajās "Jauno materiālu nozares attīstības vadlīnijās" augstas veiktspējas oglekļa šķiedra ir klasificēta kā "galvenais stratēģiskais materiāls", nodrošinot stabilu politikas atbalstu tās plašākai izmantošanai sporta precēs.

Provinces un pilsētas aktīvi ievieš jaunus materiālus sporta precēm: Shandong ir norādījis Veihajas oglekļa šķiedras makšķerēšanas piederumu kopu kā provinces{0}}līmeņa atslēgu kopu; Fujian ir uzskaitījis oglekļa šķiedras apavu materiālus kā prioritāru inovācijas virzienu; Guanduna būvē oglekļa šķiedras velosipēdu rūpniecības bāzi Šenžeņā ar zemi un nodokļu atvieglojumiem; Hebei būvē oglekļa šķiedras ziemas{1}sporta aprīkojuma ražošanas bāzi. Pasaules mērogā Japānas Ekonomikas, tirdzniecības un rūpniecības ministrija ierosina palielināt sporta precēs izmantotās oglekļa šķiedras īpatsvaru no 18% līdz vairāk nekā 30%; Eiropas Savienība ir izveidojusi īpašu sporta-tehnoloģiju pētniecības un izstrādes programmu Horizon Europe ietvaros, aptuveni 15% no tās atvēlot jauniem sporta materiāliem.

Galvenais spriedums: sporta spēkstacijas celtniecība, jaunu materiālu vietēja aizstāšana un globālā sporta patēriņa palielināšana - trīs pārklājošas politikas dividendes - novieto oglekļa šķiedru sportā un atpūtā pie vēsturiskas stratēģiskas iespējas.

 

2. No "melnā zelta" līdz augstākās klases sporta produktiem: pilnīga oglekļa šķiedras ražošanas analīze

Izcilā oglekļa šķiedras veiktspēja sporta precēs sakņojas tās ļoti izsmalcinātajā ražošanas procesā. Vairāk nekā 90% pasaules oglekļa šķiedras iet pa poliakrilnitrila (PAN) ceļu ar pilnīgu sešu galveno posmu plūsmu, no kurām katra tieši ietekmē gala sporta preces veiktspēju:

Akrilnitrila polimerizācija → vērpšana → priekš-oksidēšana → karbonizācija/grafitizācija → virsmas apstrāde → izmēru noteikšana

 

2.1. Vērpšana: solis, kas nosaka oglekļa šķiedras "gēnus" - sporta preču sākumpunkts

Vērpšana ir tehniski prasīgākais posms oglekļa šķiedras ražošanā, kas tieši nosaka šķiedras stiprības pakāpi un sporta preces, kurām tā var kalpot. Divi galvenie šodienas maršruti ir vērpšana slapjā{1}}un vērpšana ar strūklu:

 

news-1368-477

 

Dry{0}}strūklas slapjo vērpšanu pirmo reizi izstrādāja Japānas Toray 80. gados, un 2013. gadā to veiksmīgi apguva Zhongfu Shenying, padarot to par pirmo Ķīnas uzņēmumu, kas izmanto šo tehnoloģiju. Zhongfu Shenying joprojām ir vienīgais Ķīnas uzņēmums ar nobriedušu rūpniecisko -mērogu (10 000-tonnu klase) sausās{10}}strūklas slapjās vērpšanas oglekļa šķiedras tehnoloģiju; tās T800-klases šķiedras pieder vairāk nekā 60% no vietējā augstākās klases sporta preču tirgus, un to lielā apjomā izmanto oglekļa šķiedras velosipēdu rāmjos, badmintona raketēs un tenisa raketēs. Jilin Tangu (Jilin Chemical Fiber Group meitasuzņēmums) ir pasaulē lielākais oglekļa šķiedras prekursoru piegādātājs, kura tirgus daļa pārsniedz 50 %; tā lielā vilkšanas priekšteča (48K/50K) izmaksu priekšrocība liek oglekļa šķiedru izmantot no sacensību aprīkojuma uz masu tirgus sporta patēriņa precēm.

 

2.2. Karbonizācija un grafitizācija: no prekursora līdz oglekļa šķiedrai - sporta preču klasifikācijas ceļš

Karbonizāciju iedala zemas temperatūras karbonizācijā (300–1000 grādi) un karbonizācijā augstā temperatūrā (1000–1800 grādi). Augstas -temperatūras stadijā šķiedras oglekļa saturs palielinās virs 92% un sāk veidoties turbostratiska grafīta struktūra. Sporta preces, kurām nepieciešams īpaši augsts modulis, arī tiek grafitizētas (2000–3000 grādi), paaugstinot šķiedras moduli līdz 400–900 GPa.

Oglekļa šķiedrām, kas ražotas ar dažādiem karbonizācijas/grafitizācijas parametriem, ir skaidri noteikts pielietojums sporta precēs: T300–T700 marka (izturība 3500–4900 MPa) galvenokārt tiek izmantota vidējas -klases makšķerēs, sākuma-līmeņa oglekļa šķiedras velosipēdos un slēpēs; T800–T1000 klase (5490–6370 MPa) augstas klases velosipēdu rāmjos, sacensību stieņos un skriešanas apavos ar oglekļa pārklājumu; M40J–M60J pakāpe (modulis 377–588 GPa) augstākās klases golfa nūju šahtās un F1 automobiļu komponentos. Toray T1100G (6600 MPa) un M40X (5700 MPa stiprums ar 377 GPa moduli) ir mūsdienu modernākās oglekļa šķiedras kategorijas sporta precēs, ko izmanto tikai tādi labākie zīmoli kā TaylorMade, Graphite Design un Yonex.

 

2.3. Izmēru noteikšanas līdzeklis: "savienojuma tilts" starp oglekļa šķiedru un sporta precēm

Izmēru noteikšana ir pēdējais oglekļa šķiedras ražošanas posms, uzklājot īpaši plānu polimēra pārklājumu (parasti 0,1–1,0 mikrometru) uz šķiedras virsmas. Tas aizsargā šķiedru no nobrāzuma pakārtotās apstrādes laikā un uzlabo saskarnes saikni ar sveķu matricu. Sporta preču izmēru izvēle ir ļoti svarīga: epoksīda sistēmām (80% sporta preču) ir nepieciešams epoksīda -saderīgs izmērs, savukārt termoplastiskām sistēmām (ko izmanto slēpēs, oglekļa apavu plāksnēs un līdzīgos izstrādājumos) ir nepieciešams izmērs, kas ir saderīgs ar PEEK, PPS vai PA6. Prasības dažādiem izstrādājumiem ievērojami atšķiras: makšķerēm ir nepieciešams ļoti elastīgs izmērs, lai tīšanas laikā neplaisātu, savukārt velosipēdu rāmjiem ir nepieciešams augstas -temperatūras-izturīgs izmērs, lai tie izturētu cietēšanu autoklāvā.

 

3. Formēšanas procesi: kā veidojas sporta preces

Oglekļa šķiedru nevar izmantot atsevišķi; tas ir jāapvieno ar sveķu matricu, lai izveidotu oglekļa šķiedru pastiprinātu polimēru (CFRP). Formēšanas process, kas pārvērš oglekļa šķiedru (vai prepreg) par gatavu sporta preci, ir galvenais solis, kas nosaka produkta veiktspēju, kvalitāti un izmaksas. Sporta preču ražošanā parasti tiek izmantoti septiņi liešanas procesi, un katram ir savs sporta pielietojuma scenārijs:

 

news-1017-1013

 

[Turpinājums: Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu attīstība un tendences sportā un atpūtā (I daļa) (2)]

[Avots] Ķīnas kompozītmateriālu nozares asociācija (CCIA), oficiālā vietne

[Sākotnējā saite] https://ccia.xin/xingyebaogao/3617.html