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产业用纺织品——以科技之力“编织”冬奥精彩,彰显中国力量!

新闻中心

产业用纺织品——以科技之力“编织”冬奥精彩,彰显中国力量!

分类:
新闻中心
作者:
中国产业用纺织品行业协会
发布时间:
2022/02/28

在刚刚闭幕的北京冬奥会赛场上,彰显着科技创新力的纺织元素无处不在。新型纤维材料、新型非织造材料、智能纺织材料等创新材料,皆以科技之力“编织”冬奥精彩,彰显中国力量!

冬奥盛事为中国科技创新提供了试炼舞台,国产“冰雪黑科技”竞相展露风姿,既向公众展示推广了科技赋能、绿色环保意识,也为中国迈向自主知识产权强国蓄能发力。赛场内外,科技赋能浸润方方面面,产业用纺织品表现尤为亮眼。

 

土工与建筑

膜结构建筑、索网结构建筑等等早已是现代建筑必不可少的材料与工艺。在北京冬奥会上,无论是“冰立方”还是“雪如意”,自然都离不开产业用纺织品的“好身手”。

 

过滤与分离

我国过滤材料行业已形成了从纤维、非织造材料、基布、滤袋,到过滤器装备、工程服务等等的全产业链发展状态。冬奥会上,不论是空气消毒机还是消杀清扫机器人,工作中都使用了大量的产业用纺织品及非织造布材料,发挥着过滤、除尘等核心作用。

 

医疗与卫生

随着我国非织造布产业的发展、国家对公共卫生加大投入,以及突发公共卫生事件的影响,高性能产业用纺织品在医疗卫生系统得到大面积推广。冬奥会上,无论是中国自主研发的口罩,还是绿色环保的消毒湿巾,都化身为为冬奥“保驾护航”的“安全卫士”。

 

安全与防护

目前,我国安全与防护用纺织品在防静电、阻燃、防刺防割、防弹、防生化等方面取得了一系列成果。在冬奥会上,冬奥“战袍”发挥了强大的保护性能,做到在高速运动中保护选手不受锋利冰刃的威胁。

 

结构增强

近年,我国在碳纤维产业制备技术和生产能力方面取得比较大的突破,织造和立体编织成型技术、复合材料加工技术上取得一系列成果。冬奥场上的火炬“飞扬”、国产雪车等,都离不开碳纤维的加持。

 

产业用纺织品如何“编织”冬奥精彩?

 

火炬“飞扬”

碳纤维加持、世界首创大尺寸异形结构件三维高精度球面立体编织机

 

由中国石化上海石化牵头研发的火炬主要分为外飘带、内飘带和氢气燃烧装置3个部分。外壳不仅要耐火抗高温,还要能在极寒天气中使用,如何承受这“冰与火”的双重考验?奥秘就藏在一种新型材料里——碳纤维。碳纤维的质量只有钢的1/4左右,但是强度是钢的7~9倍。

火炬“飞扬”的外飘带造型非常特殊,是一个高维曲面体,对于工程化制造来说是一种极其复杂的异形结构件。而“织”火炬的“秘密武器”则是由东华大学独家研制、世界首创的大尺寸异形结构件三维高精度球面立体编织机,该系列编织机可编织大飞机、高铁等大尺寸结构承力件,也可编织螺旋桨、无人机、火炬外飘带等精密异形结构件。它总共有576个编织锭子,可编织最大截面500*500毫米,是目前世界上功能最强、编制尺寸最大的三维球面立体编织机。

火炬的火从里面烧出来,一般复合材料都不能在火里烧,到500℃一烧就没了。上海石化与核八所一起攻关,引入高性能树脂、与碳纤维一起做成碳纤维复合材料,最后通过工艺调整,把火炬上半段燃烧端在1000℃以上高温中进行陶瓷化,有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题,达到了既能够耐温又能够耐火的要求,实现了燃烧温度>800℃氢气燃烧环境下正常使用。

 

特种“保密网”

“穿”上了航天专用特种绳索

 

开幕式上,三张总面积近2800平方米的伪装网让冬奥圣火悬念留到最后一刻。织起这张“保密网”的,是来自青岛的海丽雅集团有限公司。对于伪装网来说,透风和遮光本身就是矛盾的。针对遮光性,研发团队从材质和网眼密度上着手改进;针对透风性,研发团队为特种防护网“穿”上了航天专用特种绳索,这种高性能超纤绳缆重量轻,但是强度比钢缆还要大,同时兼顾了“细、轻、延伸率小”的特性,此外,研发团队从横竖两个方向,在伪装网的基础上增加了近3000米的特种绳,这相当于给整个网增加了骨架。

 

防疫用品

邦维公司助力冬奥

 

邦维公司为冬奥会延庆赛区提供的保障物资包含现场消杀、环境测温、医疗防护、垃圾收集、标本采样共五大类30余种防疫用品,在延庆赛区启动赛时“大闭环”管理之前,顺利完成了防疫物资的物流配送、安装调试及现场培训等服务,有效助力延庆赛区各项工作安全稳定的开展,为北京乃至全球这场冰雪盛宴做出了自己的贡献及使命担当。

 

 

清废团队套装

采用RPET材料,具有良好的防水防污效果

 

北京冬奥会张家口赛区连续降雪,云顶场馆清废保障团队出动清废服务工作人员近200人,进行铲冰除雪保洁等工作,确保道路通畅等清废保障工作任务的顺利完成。据悉,这些工作人员的服饰由可口可乐中国提供,外套设计借鉴了户外冲锋衣的可拆卸功能,搭配了可拆卸的防寒外套和裤装,满足了极大温差下的作业需求,外套面料采用了RPET材料(饮料瓶再生材质),具有良好的防水防污效果。

 

防护口罩

采用具有高透、高物理阻隔的全新纳米级阻隔材料

 

冬奥会定制版纳纤膜防护口罩采用具有高透、高物理阻隔的全新纳米级阻隔材料——纳纤膜,不仅能够充分阻隔各种微小颗粒、真菌、细菌以及流感和新冠病毒,而且可以将水汽更好地传递到外层,形成单向导湿的功能,达到持久的干爽舒适。

消毒湿巾

绿色环保、纯天然可降解

 

通用技术高新材料集团有限公司明星产品绿纤®卫赛尔酒精消毒湿巾入选冬奥防疫包。供国家体育总局体育科学研究所、各省队运动员、新闻记者、冬奥工作人员使用。该款湿巾由100%绿纤®Lycell水刺非织造布制成,柔软亲肤、绿色环保、纯天然可降解,同时湿巾厚实不起毛,擦拭不易破。

 

 

保暖絮片

吸收转换光能和人体的热能并实现长时间蓄热

 

北京冬奥会和冬残奥会制服以及安保民警防寒服装中的保暖“内芯”由江苏康大无纺有限公司制造。此次研制的北京冬奥制服专用保暖材料——多维蓄热保暖絮片,70%采用了中国石化仪征化纤有限责任公司的多种功能性涤纶短纤,30%采用了恒天中纤纺化无锡有限公司与上海安凸阻燃纤维有限公司联合研制的功能性锦纶短纤。这些多功能性短纤可以吸收转换光能和人体的热能并实现长时间蓄热,同时功能性短纤的质轻、柔软、回弹好和吸湿性好的特点提高了保暖絮片的舒适性。

 

石墨烯发热背包

实现石墨烯柔性织物加热技术低温应用

 

由北京创新爱尚家科技有限公司联合北京石墨烯技术研究院有限公司研发的低温环境石墨烯智能发热产品及热力保障应用技术,可针对冬奥会低温环境下人员、现场专业设备的保暖需求,突破石墨烯柔性织物加热材料的低温启动和运行、快速电热转换等关键技术,实现石墨烯柔性织物加热技术低温应用。北京国际云转播科技有限公司承接了冬奥赛场的高清视频云转播工作,其中在张家口赛区的保障工作,需要工作人员背一个“云转播背包”,利用爱家科技的石墨烯加热装置,里面的转播设备可在零下20℃正常开机使用。

 

短道速滑“战袍”

吸湿减阻面料性达到或超过国外同类面料水平

 

在接近三年的研发过程中,广东德润纺织有限公司通过各种工艺试验和调整,为速度滑冰制备了十几种面料。新开发的面料中有四种减阻效果增强了10%。其中有两款最终被选中运用在冬奥会速度速滑比赛服上面。经过测试,德润纺织制作的吸湿减阻面料性能达到或者超过国外同类面料水平。短道速滑易产生身体接触,所以运动员要佩戴安全头盔以及耐割防扎的手套、护腿板、护膝、护颈等。比赛服不仅需有低风阻性能,助力运动员高速滑行,还需要有强大的保护性能,在高速运动中保护选手不受锋利冰刃的威胁。这次北京冬奥会中,短道速滑队员们穿的“战袍”,具备了高质量的防切割和减阻效果,防切割强度是钢丝的15倍。

奖牌绶带

断裂强度达到900N以上,同时采用绿色印染技术

 

北京冬奥会奖牌绶带来自万事利丝绸,研发团队选取100%优质桑蚕丝为原料,丝绸采用24姆米厚度的五枚组织桑波缎,断裂强度测试结果达到900N以上,可牢牢拴住90公斤的物品而不发生断裂。为了使染料能够牢牢固着在丝绸面料上,团队针对染料和丝绸面料都进行了特别处理。同时采用了色彩数字化的GBART绿色印染新技术,这一技术不仅让色彩重现度达到99%,相较于传统印花技术,还免去水洗流程,实现污水、氨氮等污染物减排,全面展现了绿色冬奥的理念。

 

腋下创口贴

世界上最小、最精准的可穿戴式测温设备

 

本次冬奥会推出了多种抗疫“黑科技”,其中一款目前世界上最小、最精准的可穿戴式测温设备“腋下创可贴”出自位于泰安的山东医工健康科技有限公司的研发团队。这“体温计”的芯片传感器仅有沙粒大小。需要测温的人员只需将设备贴合在腋下的皮肤上,即可实现自动测量、自动上报,一旦发现体温异常,远端检测人员便会发出预警,测温者自己也可通过手机App关联后随时获取测量结果。“腋下创口贴”测温精度极高,达到了0.05℃,美国的同类体温贴检测精度为0.1℃~0.2℃。而且“腋下创口贴”功耗极低,充一次电可用10天。

透气防渗毯

透水透气,冬天不结冰

 

仁创生态环保科技股份有限公司研发生产的透气防渗毯,用于首都体育馆配套的景观河道建设,符合了海绵城市的发展定位。崇礼雪如意奥运环道也应用了该产品,实现了透水透气,冬天不结冰。崇礼古杨树场馆采用该产品和硅砂蓄水净化技术,以收集山顶溶雪水用于赛道造冰,保证水质好。作为2022年北京冬奥会保障项目,南长河生态景观提升工程主要解决五塔寺路通行条件差、慢行系统弱、道路设施破等问题,可有效治理南长河雨水直排入河污染、滨河步道不贯通、冬季景观效果差等情况。这次整治是通过蜂巢蓄水净化技术,在河道堤岸建设生态净化池,用于初期雨水过滤,去除雨水中较高的固体悬浮物,并通过内置管道,将过滤后雨水导入生态净化池中,既增添了观赏性,又能保证河道整体水质。

 

滑雪头盔

防护性能比欧洲标准高出至少20%

 

大连理工大学科研团队采用碳纤维、玻璃纤维、弹性体三种成分合成的新材料设计了一款滑雪头盔,使其刚度提高四倍,拉伸强度提高三倍。其外壳和火箭中常见的曲面壁板类似,能起到“四两拨千斤”的效果。这款头盔重量只有约700克,在没有大幅增加重量和厚度的前提下,其防护性能比欧洲标准高出至少20%。头盔还充分考虑到亚洲人的头型特征。团队采集了大量国家队运动员的头型数据,并研发了设计软件,实现了运动员头盔的定制化,有效改善了长时间佩戴的舒适性。

 

滑雪板

环氧树脂材料,提升滑雪板整体强度、抗震性等

 

对于滑雪运动员来说,滑雪板至关重要,雪板板芯多采用木材或聚氨酯,一般会使用玻璃纤维或碳纤维等复合材料进行包裹以增强结构,横竖维度的纤维交错在一起,赋予滑雪板两个方向的刚度,有助于对抗扭转和剪切。滑雪板光滑的表面是一种聚合物材料——环氧树脂,用来提升滑雪板整体强度、抗震性等。

国产雪车

采用国产TG800宇航级碳纤维复合材料

 

为了能让有着“冰上F1”之称的国产雪车高速奔驰,雪车车身所用的材料要求质量轻、强度高,因此,制造雪车瞄准了碳纤维复合材料,而且采用了高强度等级国产TG800宇航级碳纤维复合材料。该材料由太钢钢科公司生产,可制作雪车和雪车头盔。采用碳纤维复合材料后,雪车能在保证运动员安全的前提下,最大程度减轻车身重量,降低重心,使雪车滑起来更平稳。据悉,碳纤维复合材料的双人雪车车身重量只有50公斤左右。

 

22种可降解餐具

具有一定耐菌性、阻燃性和抗紫外线性

 

安徽丰原生物纤维股份有限公司为北京冬奥会和冬残奥会提供用生物材料聚乳酸制成的22种可降解餐具产品。这些可降解餐具在使用和生物降解过程中不产生有毒有害物质,具有一定耐菌性、阻燃性和抗紫外线性,健康环保又安全。

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抗冻混凝土

使用特种CF50P8F250钢纤维

 

作为亚洲建造的最大冰面的技术支撑,“冰丝带”工程大面积采用特种混凝土。建设中主要采用了三种特种混凝土:抗冻混凝土、补偿收缩混凝土、自密实混凝土。其中抗冻混凝土,在混凝土中掺入适量钢纤维,提高了混凝土的抗裂能力,达到改善冻融性能的效果。在国家速滑馆冰下地面建造过程中就使用了特种CF50P8F250钢纤维抗冻混凝土。