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“十大領(lǐng)域用化工新材料發(fā)展研究”之

體育休閑領(lǐng)域用化工新材料發(fā)展趨勢研究

霍正元 齊景麗 袁霞光

體育承載著國家強(qiáng)盛、民族復(fù)興的偉大夢想。習(xí)近平總書記高度重視體育強(qiáng)國建設(shè)，強(qiáng)調(diào)“體育強(qiáng)則中國強(qiáng)，國運(yùn)興則體育興”，并指出要不斷開創(chuàng)我國體育事業(yè)發(fā)展新局面，加快體育強(qiáng)國建設(shè)。《中共中央關(guān)于黨的百年奮斗重大成就和歷史經(jīng)驗(yàn)的決議》明確提出，要加快體育強(qiáng)國建設(shè)，廣泛開展全民健身活動(dòng)，大力弘揚(yáng)中華體育精神。

發(fā)展壯大體育產(chǎn)業(yè)是建設(shè)體育強(qiáng)國的必然要求，2025年8月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于釋放體育消費(fèi)潛力進(jìn)一步推進(jìn)體育產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》，明確提出到2030年體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模要突破7萬億元的發(fā)展目標(biāo)，并從擴(kuò)大體育產(chǎn)品供給、激發(fā)體育消費(fèi)需求、培育體育產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn)等七個(gè)方面提出20條具體舉措。其中，關(guān)于“發(fā)展戶外運(yùn)動(dòng)產(chǎn)業(yè)、培育壯大冰雪經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)體育用品升級(jí)”的要求，對(duì)體育用品制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提出了更高期待。

作為體育產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)載體，體育用品制造業(yè)的發(fā)展離不開化工新材料的支撐。作為體育產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“催化劑”，化工新材料是我國從“體育大國”邁向“體育強(qiáng)國”的重要技術(shù)支撐。本研究通過系統(tǒng)梳理體育休閑領(lǐng)域?qū)ば虏牧系男枨螅钊敕治鲂袠I(yè)痛點(diǎn)難點(diǎn)和新興市場發(fā)展機(jī)遇，提出加快提升自主化水平、支撐體育強(qiáng)國建設(shè)的化工新材料發(fā)展方向。

一、發(fā)展體育休閑領(lǐng)域化工新材料的必要性

（一）搶占科技制高點(diǎn)，保障產(chǎn)業(yè)鏈安全

體育休閑產(chǎn)業(yè)作為我國“幸福產(chǎn)業(yè)”和“綠色產(chǎn)業(yè)”的重要組成部分，其背后折射出高科技材料日益激烈的競爭態(tài)勢，突破相關(guān)化工新材料的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，對(duì)支撐國家重大戰(zhàn)略部署具有重要意義。一是提升戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)競爭力，體育休閑領(lǐng)域作為新材料應(yīng)用的“試金石”和“展示窗”，能夠直接拉動(dòng)對(duì)高性能纖維、特種彈性體、生物基材料、智能響應(yīng)材料等的需求。通過在消費(fèi)終端實(shí)現(xiàn)突破，可以反向驅(qū)動(dòng)上游原材料和工藝技術(shù)創(chuàng)新，形成從“實(shí)驗(yàn)室”到“賽場”再到“市場”的完整產(chǎn)業(yè)鏈，全面提升我國在新材料領(lǐng)域的全球競爭力。二是保障關(guān)鍵供應(yīng)鏈安全自主可控，我國在高端跑鞋中底材料、高性能碳纖維自行車架、專業(yè)級(jí)防水透氣薄膜等高端體育用品領(lǐng)域使用的關(guān)鍵核心材料仍長期依賴進(jìn)口，高端體育產(chǎn)品供給能力始終處于被動(dòng)追趕狀態(tài)，不僅在價(jià)格上受制于人，更在原材料供應(yīng)穩(wěn)定性和定制化開發(fā)上缺乏話語權(quán)。三是引領(lǐng)綠色可持續(xù)發(fā)展，在體育休閑產(chǎn)品中推廣生物基、可降解、可回收的化工新材料，契合全球可持續(xù)發(fā)展潮流，更是行業(yè)未來發(fā)展的大勢所趨，不僅是履行社會(huì)責(zé)任，更是強(qiáng)大的品牌差異化工具。

（二）賦能新產(chǎn)品開發(fā)，重塑價(jià)值鏈優(yōu)勢

體育休閑產(chǎn)業(yè)正加速從傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型，化工新材料作為核心驅(qū)動(dòng)力，正引領(lǐng)體育用品制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。一是打破同質(zhì)化競爭，邁向高端價(jià)值鏈。針對(duì)中低端體育用品同質(zhì)化問題，通過應(yīng)用新型化工材料，開發(fā)具有輕量化、強(qiáng)緩震、高回彈、防護(hù)性、感溫變色、壓力傳感等獨(dú)特賣點(diǎn)的產(chǎn)品，從而擺脫傳統(tǒng)價(jià)格戰(zhàn)，搶占利潤更豐厚的細(xì)分市場，實(shí)現(xiàn)從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的躍遷。二是催生新業(yè)態(tài)與商業(yè)模式，打造全新品類和消費(fèi)場景。輕質(zhì)高強(qiáng)材料推動(dòng)了超輕徒步裝備、城市越野跑鞋的流行；環(huán)保材料催生了“可持續(xù)時(shí)尚”運(yùn)動(dòng)裝備；3D打印等為新商業(yè)模式提供了技術(shù)基礎(chǔ)，拓展了產(chǎn)業(yè)邊界。三是強(qiáng)化全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，構(gòu)建良性產(chǎn)業(yè)生態(tài)。體育休閑產(chǎn)業(yè)是化工新材料、智能制造、工業(yè)設(shè)計(jì)、數(shù)字技術(shù)多維融合的絕佳平臺(tái)，帶動(dòng)了從化工原料、材料改性、精密模具到智能裝備等一系列上下游產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，提升“材料-設(shè)計(jì)-制造-品牌”制造業(yè)的能級(jí)。

（三）提升運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)感，助推大健康產(chǎn)業(yè)

化工新材料作為科技創(chuàng)新與人民健康福祉的重要紐帶，其發(fā)展直接影響全民健身戰(zhàn)略的推進(jìn)效果和人民生活品質(zhì)的改善。一是助力提升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷。例如：具有優(yōu)異緩震和回彈性能的中底材料可以有效減少跑步時(shí)對(duì)膝蓋和腳踝的沖擊，高強(qiáng)度輕量化材料制成的頭盔和護(hù)具能提供更安全防護(hù)，透濕速干面料能保持體表干爽并降低失溫風(fēng)險(xiǎn)，有助于人們實(shí)現(xiàn)“快樂運(yùn)動(dòng)，健康生活”。二是擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)參與人群包容性。材料創(chuàng)新可為老年人、兒童、康復(fù)人群等特殊群體設(shè)計(jì)更具保護(hù)性、更易穿脫、更舒適的運(yùn)動(dòng)裝備，助力實(shí)現(xiàn)全齡友好的全民健康覆蓋。三是以體育用品為載體，引領(lǐng)健康生活新潮流。新材料應(yīng)用可使運(yùn)動(dòng)裝備兼具科技感與時(shí)尚感，滿足消費(fèi)者對(duì)品質(zhì)生活的追求，從而培養(yǎng)大眾運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，對(duì)提升國民健康素養(yǎng)、降低慢性病發(fā)病率具有長遠(yuǎn)的社會(huì)效益。

二、體育用品制造及相關(guān)化工新材料發(fā)展特點(diǎn)

（一）體育用品制造業(yè)是拉動(dòng)體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主引擎

體育產(chǎn)業(yè)分類體系包含11個(gè)大類、37個(gè)中類和71個(gè)小類，其中體育用品及相關(guān)產(chǎn)品制造作為重要組成部分，涵蓋了體育用品及器材制造、體育用相關(guān)材料制造以及體育相關(guān)用品和設(shè)備制造等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。國家體育總局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2024年中國體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模已突破4.2萬億元，同比增長8.5%，預(yù)計(jì)2025年有望逼近5萬億元大關(guān)，體育用品及相關(guān)制造占比43%。《全民健身計(jì)劃（2021-2025年）》中提出，到2025年我國體育產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到5萬億元人民幣的目標(biāo)，預(yù)計(jì)體育用品制造業(yè)產(chǎn)值規(guī)模將達(dá)到2.2萬億元。

圖1 體育用品分類

根據(jù)國際經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)人均GDP突破7000美元時(shí)，體育產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入高速增長期。國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2023年中國GDP總量達(dá)126萬億元，按年末匯率折算人均GDP達(dá)12765美元（89358元人民幣），但人均體育消費(fèi)僅為全球平均水平的10%左右。隨著消費(fèi)模式由生存型向發(fā)展型轉(zhuǎn)變，體育消費(fèi)潛力正加速釋放。2024年，我國多個(gè)省市的政府工作報(bào)告中明確提出，將重點(diǎn)培育體育賽事、銀發(fā)經(jīng)濟(jì)等新興消費(fèi)熱點(diǎn)，并著力增加國貨“潮品”市場供給。數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2025年，45歲以上人群在體育用品消費(fèi)領(lǐng)域的支出的增長速度最快，年均復(fù)合年增長率預(yù)計(jì)將達(dá)到8.3%-9.7%。在“雙循環(huán)”新發(fā)展格局下，體育消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，將成為擴(kuò)大內(nèi)需戰(zhàn)略與深化供給側(cè)改革有機(jī)結(jié)合的重要實(shí)踐路徑。通過構(gòu)建"需求牽引供給、供給創(chuàng)造需求"的良性循環(huán)，體育產(chǎn)業(yè)有望成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。

（二）運(yùn)動(dòng)鞋服制造行業(yè)是體育用品制造業(yè)的主力軍

體育用品制造行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域主要包括：運(yùn)動(dòng)鞋服行業(yè)、健身器材行業(yè)、球類產(chǎn)品行業(yè)、運(yùn)動(dòng)地材行業(yè)。2020年以來，運(yùn)動(dòng)鞋服市場發(fā)展整體保持上升態(tài)勢，2024年我國運(yùn)動(dòng)鞋服市場規(guī)模達(dá)到5425億元，占體育用品制造業(yè)規(guī)模的35%，運(yùn)動(dòng)鞋業(yè)和運(yùn)動(dòng)服裝業(yè)市場規(guī)模增長率分別達(dá)到15.1%、13.1%。

表1 2020-2023年我國運(yùn)動(dòng)鞋服不同品類銷售額情況（億元）

數(shù)據(jù)來源：作者整理。

國際品牌保持領(lǐng)先但市場份額出現(xiàn)下降。以知名品牌耐克為例：2020年至2023年間，耐克產(chǎn)品國內(nèi)市場份額逐步下降，占有率從26%下降至23%，而國產(chǎn)品牌正在加速發(fā)展，伴隨國產(chǎn)超臨界發(fā)泡應(yīng)用普及和先進(jìn)戶外面料引進(jìn)研發(fā)等，市場份額整體顯現(xiàn)提升態(tài)勢。

國內(nèi)領(lǐng)軍品牌通過國際收購，材料和設(shè)計(jì)創(chuàng)新、文化融合等，增加高端化品類，強(qiáng)化科技含量與供應(yīng)鏈，占據(jù)部分高端市場份額，沖擊耐克、阿迪達(dá)斯等行業(yè)龍頭地位。中端品牌通過強(qiáng)化自主研發(fā)和多元化供應(yīng)，憑借價(jià)格優(yōu)勢在大眾消費(fèi)中形成較強(qiáng)競爭力，市場份額在穩(wěn)固中小幅提升。

表2 2020-2023年部分運(yùn)動(dòng)品牌中國市場占有率

數(shù)據(jù)來源：作者整理。

根據(jù)行業(yè)調(diào)查公司艾媒咨詢的調(diào)研數(shù)據(jù)，國內(nèi)近三成消費(fèi)者表示在大多數(shù)日常場景中會(huì)更青睞于穿著運(yùn)動(dòng)鞋服，超40%消費(fèi)者習(xí)慣于在3-6個(gè)月購買一次運(yùn)動(dòng)鞋服。超六成消費(fèi)者以舒適度作為選購運(yùn)動(dòng)服飾的最重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，購買運(yùn)動(dòng)鞋更看重功能用途。隨著中國鞋服品牌登上國際時(shí)裝周，以及國潮文化的流行，中國運(yùn)動(dòng)鞋服行業(yè)內(nèi)掀起“國潮熱”，進(jìn)一步助推國貨品牌崛起。預(yù)計(jì)到2025年底，中國運(yùn)動(dòng)鞋服市場規(guī)模將達(dá)到5989億元，同比增長10.4%，其中運(yùn)動(dòng)鞋和運(yùn)動(dòng)服占比分別為60%和40%，規(guī)模分別為3593.4億元和2395.6億元。

（三）化工新材料應(yīng)用成為體育用品性能躍升的關(guān)鍵

化工新材料已成為體育裝備中的重要用材。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，體育裝備對(duì)化工新材料的需求種類更多、性能要求更高，工程塑料、高性能纖維、高端彈性體在體育裝備業(yè)中均扮演著重要的角色。根據(jù)中國體育用品業(yè)聯(lián)合會(huì)2023年發(fā)布的《大眾運(yùn)動(dòng)行為與消費(fèi)研究報(bào)告》，2023年大眾參與度最高的四大項(xiàng)目是跑步、羽毛球、乒乓球和健走，占比分別為58%、46%、34%和32%。球類、田徑、水上運(yùn)動(dòng)是2023年大眾最感興趣的體育賽事類別，選擇比例均超過40%。本研究對(duì)參與人群較多的運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中使用量較大的主要品種所采用的化工材料進(jìn)行了梳理。

1.運(yùn)動(dòng)鞋領(lǐng)域

低密度、舒適、高彈、低能量損失、耐久、美觀、環(huán)保、低成本、高性價(jià)比，成為鞋材的發(fā)展趨勢。運(yùn)動(dòng)鞋已經(jīng)成為名副其實(shí)的高科技產(chǎn)品，多種高性能材料結(jié)合，不僅讓運(yùn)動(dòng)鞋更加輕巧和穩(wěn)定，也實(shí)現(xiàn)了按照跑步風(fēng)格、用戶期望和跑步方法對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行精確定制。運(yùn)動(dòng)鞋主要分為三個(gè)部分：鞋面、中底、大底。其中，中底是運(yùn)動(dòng)鞋的核心部件，作用是提供穩(wěn)定性，緩沖和回彈，吸收運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的沖擊力，在運(yùn)動(dòng)中提供保護(hù)以及溫和腳感，是區(qū)別各大廠商運(yùn)動(dòng)鞋品質(zhì)的核心標(biāo)志。

傳統(tǒng)的發(fā)泡鞋材有著質(zhì)量輕、成本低、彈性好、柔軟性佳、手感好等優(yōu)點(diǎn)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚氨酯（PU）、三元乙丙橡膠（EPDM）等可以發(fā)泡的材料，其特性、配方體系、工藝操作業(yè)已非常成熟。隨著人們對(duì)鞋質(zhì)量綜合性能尤其是運(yùn)動(dòng)鞋休閑鞋舒適性和持久耐用性的提升，傳統(tǒng)單一發(fā)泡鞋材已不能滿足需求。

圖2 競技類跑步鞋爆炸圖

近些年新興的發(fā)泡鞋材，諸如發(fā)泡熱塑性聚氨酯（eTPU）、聚烯烴彈性體（POE）、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）、嵌段共聚尼龍彈性體（PEBA）、嵌段共聚聚酯彈性體（TPEE）等彈性體，被知名鞋制造商制成中底，不僅提升了鞋材高均衡性，還成為品牌營銷核心內(nèi)容，提升了知名度和銷售量。除了中底，以上幾種熱塑性彈性體在鞋材的應(yīng)用也涵蓋了鞋中底支撐配件、鞋帶、鞋舌、人造皮革、紗線等鞋材部件。

表3 主要發(fā)泡鞋材及性能

數(shù)據(jù)來源：作者整理。

鞋面材料。具備觸感柔軟、透氣（發(fā)散濕氣，吸收空氣）、富有還原性及彈性、輕便、耐磨、耐水，同時(shí)具備易加工及不脫色等特性。當(dāng)前鞋面采用的織物材料主要有：滌綸（聚酯纖維）、錦綸（尼龍）、腈綸（聚丙烯腈纖維）、維綸（聚乙烯醇縮醛纖維）、丙綸（聚丙烯纖維）和氨綸（聚氨基甲酸酯纖維），采用織造工藝主要為：絞綜、單絲紗編織以及賈卡。

圖3 運(yùn)動(dòng)鞋主要鞋面材料

2.乒乓球領(lǐng)域

球拍膠皮材料。乒乓球拍膠皮（橡膠層）通常不是由天然橡膠制成，而是使用合成橡膠。合成橡膠可以提供更好的控制和一致的性能，被廣泛用于乒乓球拍膠皮的制造，種類較多，主要包括但不限于：丁苯橡膠、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠、特種合成橡膠等。

球拍海綿材料。海綿的密度、硬度和厚度是影響乒乓球拍性能的關(guān)鍵因素，海綿的選擇會(huì)直接影響到擊球的感覺、速度、旋轉(zhuǎn)和控制性。密度高的海綿通常提供更多的力量和速度，而密度低的海綿則提供更好的控制性和手感。硬度高的海綿能夠提供更快的球速和更好的攻擊性，硬度低的海綿則更容易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。攻擊型球員可能會(huì)選擇高彈或高密度海綿以增加速度和力量，防守型球員可能會(huì)選擇低密度或軟海綿以提高控制性和手感。乒乓球拍海綿通常是由發(fā)泡橡膠、聚氨酯、硅膠、記憶海綿等材料制成。

表4 常見海綿材料及其對(duì)打法的影響

數(shù)據(jù)來源：作者整理。

球拍粘接劑。粘接劑用來將橡膠和海綿層粘合到拍面上，配方根據(jù)不同品牌和產(chǎn)品不同性能要求而有所差異，主要有無機(jī)膠水和有機(jī)膠水兩類。以往常用的溶劑有環(huán)己烷，庚烷等，因存在較大的環(huán)保問題和人體健康危害，2008年奧運(yùn)會(huì)以后，國內(nèi)外正規(guī)的比賽賽場規(guī)定使用無機(jī)膠水。無機(jī)膠水主要成份是無機(jī)物粘合劑，溶劑不再使用環(huán)己烷。

球拍底板材料。底板組成結(jié)構(gòu)為：面材+力材+芯材，由5-7層（有的可到9層）薄木片粘合而成。使用碳纖維制作高彈性乒乓球底板，特點(diǎn)是底板重量輕，反彈力大，擊球弧線低平，速度快。其中，外置纖維底板是在面材之下放置碳素纖維層，纖維層在面材和力材之間，可實(shí)現(xiàn)凌厲的球風(fēng)和詭異的弧線；內(nèi)置纖維底板是在底板芯材兩側(cè)放置碳素纖維層，纖維層在芯材和力材之間，反彈速度相對(duì)慢一些，通過底板形變提供更好的底勁和支撐力。芳綸纖維制造的底板可以保持高的柔韌性和彈性，保證乒乓球員制造足夠的旋轉(zhuǎn)，還能使球員打出足夠長的弧線，滿足弧圈球攻擊技術(shù)的需要。

乒乓球材料。最開始使用的“賽璐珞”主要成分是纖維素硝酸酯，以及乙醇、樟腦等，因燃燒時(shí)會(huì)釋放大量刺激性有毒氣體，屬于4.1類易燃固體，從2014年7月1日開始，乒乓球國際賽場上啟用了以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）為原料的40+新塑料球。

3.羽毛球領(lǐng)域

羽毛球材料。羽毛球由羽毛和球托兩部分組成。羽毛球的毛片有鵝毛和鴨毛兩種，奧運(yùn)會(huì)、世錦賽、超級(jí)系列賽這樣的頂級(jí)賽事所使用的全部是鵝毛球。碳纖維復(fù)合材料制成的人造球是目前市場上最接近天然羽毛球性能的產(chǎn)品，采用低密度聚乙烯材料作為毛片，價(jià)格約在10元左右，耐用性相當(dāng)于2到3顆鵝毛球，飛行穩(wěn)定性也遠(yuǎn)超普通鴨毛球。

圖4 碳纖維復(fù)合材料制成的人造球示意圖

羽毛球拍材料。主要涉及排桿和排線兩大部位。其中，拍桿材料的主要性能方向是輕量化，碳纖維生產(chǎn)的羽毛球拍更輕盈、彈性好、手感舒適、擊球震感也更加優(yōu)異。尼龍材料可以有效地減小羽毛球拍拍框的厚度，從而減小揮拍阻力，加強(qiáng)球拍的耐用性并延長使用年限。羽毛球拍線有聚酯線和尼龍線兩種，聚酯線更為結(jié)實(shí)穩(wěn)定，比較好控制球，而尼龍線則在穩(wěn)定性與彈性方面都略遜一籌。

圖5 羽毛球拍所使用的主要材料及部位

4.自行車運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域

碳纖維車架材料。碳纖維是當(dāng)今所有高性能自行車的首選材料。碳纖維比重不到鋼的1/4，用碳纖維制造車架重量是普通合金車架的1/4；沖擊吸收性好，可以制成不用避震器的自行車；我國在2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)比賽用車喜德盛戰(zhàn)車，即采用了T1100碳纖維材料打造，車架僅有1150克的“夢幻”重量，整車僅重9.6千克，采用單轉(zhuǎn)點(diǎn)一體式后三角結(jié)構(gòu)等多項(xiàng)精妙設(shè)計(jì)，在全球同級(jí)產(chǎn)品中做到了最輕，是尖端科技與前沿潮流的完美呈現(xiàn)。

圖6 自行車可使用輕量化材料進(jìn)行替代的主要部位

自行車輪圈材料。甲基丙烯酰亞胺（PMI）泡沫是高性能、高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)泡沫材料，用作高性能復(fù)合材料芯材，與碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（CFRP）作為面板的結(jié)構(gòu)組合，是目前自行車輪圈理想的材料選擇。使用PMI硬質(zhì)發(fā)泡材料作為芯材來制造世界頂級(jí)性能的自行車輪圈已成為參加環(huán)法自行車賽種子運(yùn)動(dòng)員的首選材料。

車座材料。使用發(fā)泡熱塑性聚氨酯（ETPU）制成的彈性墊可為騎手臀部提供完美的舒適感，通過發(fā)泡材料一次成型工藝，實(shí)現(xiàn)易清洗、不滲水、耐水解、高回彈等性能。

5.冰雪運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域

滑雪板復(fù)合材料。性能優(yōu)異的滑雪板一般以夾芯復(fù)合材料制成，其中碳纖維加硬質(zhì)發(fā)泡材料構(gòu)成滑雪板、沖浪板，配以超高分子聚乙烯發(fā)泡芯材，或PU、PVC硬質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料等，實(shí)現(xiàn)了輕量化、改善減震性能、提高耐疲勞壽命和回轉(zhuǎn)特性。

護(hù)具材料。交聯(lián)聚烯烴發(fā)泡材料的優(yōu)良緩沖性能使其廣泛使用于運(yùn)動(dòng)頭盔以及冰球護(hù)套、護(hù)身，使運(yùn)動(dòng)員在激烈的撞擊中得到可靠性保護(hù)。

注：滑雪板結(jié)構(gòu)：1）超高分子聚乙烯發(fā)泡芯材  2）高號(hào)錳鋼鋼邊條 3）橡皮條 4）玻纖 5）聚氨酯發(fā)泡芯材 6）ABS減震邊條 7）碳纖維 8）防滑、防水抗劃傷面板

圖7 滑雪板結(jié)構(gòu)示意圖

鋼架雪車復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用于車體外殼，BMI、PMI、PPS用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)，聚氨酯涂料用于外部裝置。碳纖維復(fù)合材料雪車，一是減輕重量，同時(shí)保護(hù)運(yùn)動(dòng)員在撞車事故中免受傷害；二是優(yōu)化外形，復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精度整體制造技術(shù)確保了雪車外形的高質(zhì)量制備，使得整車僅由3大部件組成，連接結(jié)構(gòu)少，外形精度高；三是降低風(fēng)阻系數(shù)，氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)技術(shù)利用流體力學(xué)計(jì)算和風(fēng)洞測試，經(jīng)過多輪迭代，使風(fēng)阻系數(shù)比進(jìn)口雪車降低5%以上，經(jīng)過測算可以提高0.3-0.5秒的競賽成績。

圖8 冰球運(yùn)動(dòng)裝備中使用到的主要化工新材料

6.水上運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域

游泳眼鏡材料。主要為硅膠材料和聚碳酸酯鏡片。硅膠材質(zhì)柔軟具有減震、彈性、耐撕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，采用顆粒設(shè)計(jì)可以形成防滑效果，還具有良好的耐酸堿、耐鹽霧性能，是制作泳帽、泳鏡帶、潛水呼吸面罩的最佳材料。聚碳酸酯是運(yùn)動(dòng)眼鏡鏡片的首選材質(zhì)，鏡片不易碎裂，安全性高，片體輕薄，抗沖擊性是普通樹脂片的12倍，重量輕37%，且能高效抵抗紫外線（UV400），3~5年內(nèi)不會(huì)變黃。

圖9 硅橡膠游泳眼鏡帶示意圖

水上器材用具材料。氯丁橡膠（CR）泡綿在水上運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中應(yīng)用于潛水衣、塑身衣、釣魚褲、護(hù)腰帶等。EVA泡綿主要應(yīng)用在箱包背、跪墊、沖浪板、海上浮漂設(shè)備、救生圈、滑水板、救生衣、水池罩等領(lǐng)域，也可使用于運(yùn)動(dòng)鞋、溜冰鞋、登山鞋的內(nèi)襯材料。交聯(lián)聚烯烴（PO）發(fā)泡材料通常指乙烯、丙烯或高級(jí)烯烴的聚合物，由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環(huán)烯烴單獨(dú)聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱，在水上運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域用途有襯墊和防振墊、沖擊防護(hù)板、浮墊、救生衣、救生圈、游泳背心、踢水板、露營墊、頭盔襯墊等。電子輻射交聯(lián)聚乙烯發(fā)泡材料（IXPE），適合制作水上運(yùn)動(dòng)的器材，如滑水板、沖浪板、游泳墊、防潮墊、防沉墊、救生背心、救生圈等用品。

7.運(yùn)動(dòng)場地領(lǐng)域

球類場地和人造草坪材料。EPDM泡綿主要應(yīng)用在鋪設(shè)網(wǎng)球、籃球、羽毛球、田徑跑道、兒童樂園等露天或室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場地。也可用于生產(chǎn)模壓固化的彩色安全彈性地板和橡塑跑道。采用聚乙烯交聯(lián)發(fā)泡片材制作一種仿真人造草坪吸震軟墊基礎(chǔ)產(chǎn)品，具有隔音好，防水防潮、無毒環(huán)保、回彈力好、重量輕、使用壽命長等特點(diǎn)，可適用于學(xué)校操場、足球場、網(wǎng)球場、兒童游樂園、幼兒安全地面系統(tǒng)等人造草坪鋪設(shè)區(qū)以及室內(nèi)各種球場彈性墊層鋪設(shè)區(qū)。

圖10 人造草皮產(chǎn)品示意圖

防水涂料。聚脲涂料常常應(yīng)用于體育場看臺(tái)、場館地坪、游泳池防水等場所的噴涂，能夠達(dá)到外表光順無接縫，色彩豐富可調(diào)，高強(qiáng)度高彈性，防水防腐性能優(yōu)良等效果，使用壽命、防護(hù)性能和美觀程度也遠(yuǎn)超普通防水材料。2008年青島奧帆賽期間，在運(yùn)動(dòng)員下水坡道上就使用了這種材料。

三、發(fā)展面臨的主要問題

在體育強(qiáng)國戰(zhàn)略指引下，疊加大健康產(chǎn)業(yè)蓬勃興起、銀發(fā)經(jīng)濟(jì)時(shí)代全面到來的多重利好，我國體育休閑用化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于從“量”到“質(zhì)”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。當(dāng)前，行業(yè)發(fā)展面臨的核心問題集中在高端產(chǎn)品供給能力不足、市場供需結(jié)構(gòu)性失衡、創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)尚未完善以及傳統(tǒng)商業(yè)模式亟待創(chuàng)新等方面。

（一）國產(chǎn)品種結(jié)構(gòu)性失衡，對(duì)高性能滿足程度不足

國產(chǎn)材料目前呈現(xiàn)出“中低端過剩，高端缺失”的結(jié)構(gòu)性矛盾，通用型材料同質(zhì)化嚴(yán)重，高端特種材料依賴進(jìn)口。例如：普通運(yùn)動(dòng)鞋底EVA發(fā)泡、常規(guī)滌綸/尼龍纖維等基礎(chǔ)材料的產(chǎn)能龐大，但技術(shù)門檻低，陷入價(jià)格競爭。而關(guān)乎產(chǎn)品核心性能的高端聚烯烴彈性體（對(duì)標(biāo)陶氏的Engage?）、高性能發(fā)泡材料（對(duì)標(biāo)阿科瑪?shù)腜ebax?）、生物基環(huán)保材料（對(duì)標(biāo)杜邦的Sorona?）、高端碳纖維（對(duì)標(biāo)東麗的T系列） 等，國產(chǎn)品牌在一致性、穩(wěn)定性和尖端性能上仍有較大差距，嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

核心材料“卡脖子”導(dǎo)致國內(nèi)體育品牌在打造旗艦產(chǎn)品時(shí)，一方面成本高昂，另一方面供應(yīng)鏈存在較高風(fēng)險(xiǎn)。頂級(jí)跑鞋的中底材料、高端自行車架的碳纖維預(yù)浸料，幾乎被國際化工巨頭壟斷。同時(shí)也需看到，我國缺乏材料數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用研究，對(duì)比國際巨頭往往擁有幾十年積累的、詳盡的材料數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用指南，能明確告知品牌客戶“這種材料最適合做什么，如何加工”，而國產(chǎn)材料廠商往往只提供基礎(chǔ)參數(shù)，缺乏鞋服、裝備等下游的應(yīng)用開發(fā)支持。使得品牌方切換國產(chǎn)材料的試錯(cuò)成本和風(fēng)險(xiǎn)極高，寧愿選擇價(jià)格更高但“久經(jīng)考驗(yàn)”的進(jìn)口材料，形成了“國產(chǎn)材料無人用，高端領(lǐng)域不敢用”的惡性循環(huán)。

（二）現(xiàn)有創(chuàng)新方式相對(duì)封閉，研發(fā)與市場應(yīng)用脫節(jié)

我國當(dāng)前對(duì)針對(duì)體育用品產(chǎn)業(yè)所需化工新材料的創(chuàng)新模式尚未擺脫傳統(tǒng)、線性的思維，仍以“技術(shù)推動(dòng)”為主，而非“需求拉動(dòng)”。較多科研院所和材料企業(yè)的研發(fā)，仍是從自身技術(shù)能力出發(fā)，而不是從體育運(yùn)動(dòng)的實(shí)際需求點(diǎn)出發(fā)，例如：如何預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷、如何提升能量效率、如何在特定環(huán)境下保持干爽等，進(jìn)行逆向開發(fā)和新材料定義。導(dǎo)致大量“紙上專利”和“實(shí)驗(yàn)室樣品”，性能指標(biāo)看似較高，但無法滿足下游品牌在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、成本控制、規(guī)模化生產(chǎn)等方面的綜合要求，成果轉(zhuǎn)化率低。

跨學(xué)科協(xié)同不足，創(chuàng)新鏈條斷裂。當(dāng)前發(fā)展模式仍然是材料生產(chǎn)制造、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究、產(chǎn)品功能化設(shè)計(jì)、應(yīng)用數(shù)據(jù)分析等各自為戰(zhàn)，難以發(fā)揮新材料的最大潛能。創(chuàng)新停留在點(diǎn)狀突破，無法形成“新材料-新結(jié)構(gòu)-新功能-新體驗(yàn)”的系統(tǒng)性解決方案。例如，一款優(yōu)秀的減震材料，需要與鞋體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完美結(jié)合方可發(fā)揮最佳效果。而分別研制開發(fā)，則往往事倍功半。

（三）商業(yè)模式較為單一，未能挖掘材料的深層價(jià)值

目前，國內(nèi)相關(guān)材料企業(yè)局限于“一次性交易”的銷售模式，主要商業(yè)模式是按噸/公斤銷售原材料，與下游品牌的關(guān)系是松散的、交易型的。品牌方產(chǎn)品的最終表現(xiàn)、市場成功與否，與材料企業(yè)關(guān)系不大，材料生產(chǎn)企業(yè)尚未將“數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。這種模式導(dǎo)致材料企業(yè)無法分享產(chǎn)品成功帶來的增值收益，也缺乏持續(xù)跟蹤和改進(jìn)材料應(yīng)用的動(dòng)力。在發(fā)展邏輯上客觀造成成本競爭，而非價(jià)值共創(chuàng)。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)商業(yè)模式缺失或難以規(guī)模化。盡管當(dāng)前回收理念已經(jīng)得到較高關(guān)注，但建立完整的“回收-再生-再應(yīng)用”閉環(huán)存在較大難度。化學(xué)回收在技術(shù)上成本高昂，在物流上對(duì)廢舊體育用品收集難度大、分類成本高，在經(jīng)濟(jì)性上面臨再生料生產(chǎn)成本高于原生料，品牌方使用意愿低。以上問題使得材料企業(yè)難以將“綠色”和“循環(huán)”轉(zhuǎn)化為可持續(xù)的盈利模式，相關(guān)嘗試大多停留在企業(yè)社會(huì)責(zé)任項(xiàng)目或小規(guī)模試點(diǎn)階段，無法形成真正的商業(yè)驅(qū)動(dòng)力。

對(duì)“可持續(xù)”概念的支付意愿與認(rèn)知存在落差。雖然環(huán)保理念日益普及，但消費(fèi)者對(duì)采用生物基、可回收新材料制成的產(chǎn)品，支付溢價(jià)意愿普遍有限。同時(shí)，部分產(chǎn)品僅以“環(huán)保”為營銷噱頭，并未在全生命周期實(shí)現(xiàn)真正的低碳，損害了行業(yè)的誠信度。

四、推動(dòng)體育休閑用化工新材料高質(zhì)量發(fā)展的建議

（一）開發(fā)方向從“性能滿足”到“價(jià)值創(chuàng)造”

未來的新材料開發(fā)不應(yīng)再是簡單的性能替代或成本降低，而應(yīng)聚焦于為體育休閑產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造全新的價(jià)值。以“三個(gè)面向”推進(jìn)化工新材料與體育用品制造業(yè)同頻煥新升級(jí)。

1.面向智能化與功能一體化

一是發(fā)展感知與交互材料，開發(fā)能夠感知人體生理數(shù)據(jù)（如心率、肌肉狀態(tài)、體溫、汗液成分）的纖維和薄膜。例如，將柔性傳感器與運(yùn)動(dòng)服裝面料一體化織造，實(shí)現(xiàn)無感健康監(jiān)測。二是自適應(yīng)材料，重點(diǎn)研發(fā)能根據(jù)外部環(huán)境（溫度、濕度、沖擊力）自動(dòng)調(diào)整性能的材料。如，熱致變相材料在低溫時(shí)保暖、高溫時(shí)散熱；阻尼可變的減震材料在受到不同沖擊時(shí)提供差異化保護(hù)。三是能量收集材料，重點(diǎn)開發(fā)基于壓電、摩擦發(fā)電效應(yīng)的材料，將運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為可穿戴設(shè)備充電，實(shí)現(xiàn)“自供能”裝備。

2.面向極致性能與輕量化

一是重視生物基與可持續(xù)高分子材料的潛力，發(fā)展非糧生物基合成的尼龍、聚酯、聚氨酯，以及可海洋降解的彈性體，從源頭實(shí)現(xiàn)綠色化。二是推進(jìn)探索超材料與仿生結(jié)構(gòu)，利用3D打印技術(shù)，設(shè)計(jì)具有負(fù)泊松比、特定聲學(xué)/力學(xué)性能的超材料結(jié)構(gòu)，用于定制化鞋中底、防護(hù)裝備，實(shí)現(xiàn)“結(jié)構(gòu)決定性能”，而非單純依賴材料本身。三是加快納米增強(qiáng)復(fù)合材料的市場化，推進(jìn)石墨烯、碳納米管、纖維素納米纖維在高分子基體中的分散與界面調(diào)控技術(shù)，在極低添加量下實(shí)現(xiàn)材料強(qiáng)度、導(dǎo)熱、抗沖擊性能的跨越式提升。四是提升關(guān)鍵材料國產(chǎn)化水平，重點(diǎn)推進(jìn)尼龍彈性體（PEBA），攻克超臨界發(fā)泡技術(shù)特別是發(fā)泡熱塑性聚氨酯（eTPU和ePOE），生物基TPU、生物基尼龍、高端碳纖維及其復(fù)合材料、超高分子量聚乙烯纖維、力致/熱致變色材料、形狀記憶聚合物、化學(xué)回收再生材料。

3.面向綠色低碳與循環(huán)經(jīng)濟(jì)

一是突破單體純化與高效聚合，以推進(jìn)攻關(guān)方式發(fā)展高品質(zhì)生物基單體、廢舊材料化學(xué)解聚再生單體的純化技術(shù)，確保再生材料的性能與原生料無異。二是探索動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵化學(xué)品，使復(fù)合材料在特定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)完全、無損的拆解與再加工，從根本上解決熱固性復(fù)合材料回收難題。三是構(gòu)建可追溯與認(rèn)證體系，開發(fā)內(nèi)置示蹤劑的材料，利用區(qū)塊鏈等技術(shù)建立從原料、生產(chǎn)到回收的全生命周期碳足跡與物質(zhì)流追溯體系。

（二）創(chuàng)新模式從“線性研發(fā)”到“生態(tài)協(xié)同”

打破傳統(tǒng)“實(shí)驗(yàn)室-工廠-市場”的線性模式，構(gòu)建開放、敏捷、共生的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。

優(yōu)化“產(chǎn)學(xué)研用金”一體化創(chuàng)新平臺(tái)。強(qiáng)化以應(yīng)用為導(dǎo)向的新材料發(fā)展理念，由單一產(chǎn)品供應(yīng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛身敿?jí)體育賽事機(jī)構(gòu)、知名運(yùn)動(dòng)品牌、職業(yè)運(yùn)動(dòng)員共同定義“需求清單”和“性能痛點(diǎn)”，反向引導(dǎo)材料研發(fā)，避免技術(shù)研發(fā)與市場脫節(jié)。整合化工原料企業(yè)、材料科研院所、裝備制造商、數(shù)據(jù)公司、設(shè)計(jì)公司，共同成立“體育新材料創(chuàng)新中心”，進(jìn)行聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)制定。

以智能化研發(fā)賦能敏捷制造。利用AI和大數(shù)據(jù)，構(gòu)建材料成分-結(jié)構(gòu)-工藝-性能關(guān)系數(shù)據(jù)庫，通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測新材料配方，將研發(fā)周期從“年”縮短至“月”。為關(guān)鍵材料建立數(shù)字孿生模型，在虛擬空間中模擬其在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中的性能變化，優(yōu)化設(shè)計(jì)并預(yù)測失效。建立模塊化、小批量的敏捷柔性中試平臺(tái)，快速響應(yīng)品牌商的個(gè)性化、小批量新品開發(fā)需求，實(shí)現(xiàn)“材料定制化服務(wù)”。

（三）商業(yè)邏輯從“銷售產(chǎn)品”到“運(yùn)營價(jià)值”

化工新材料全面推向市場應(yīng)用，需要實(shí)現(xiàn)商業(yè)邏輯轉(zhuǎn)變，核心是從“一次性的材料銷售”轉(zhuǎn)向“持續(xù)性綜合收益”。

從產(chǎn)品供應(yīng)轉(zhuǎn)為提供“產(chǎn)品+服務(wù)”解決方案。化工新材料在體育休閑領(lǐng)域的持續(xù)性進(jìn)步，需要細(xì)化市場觸角，以終端需求的敏銳感知優(yōu)化產(chǎn)量差異化、功能化迭代。商業(yè)模式上不再只是銷售一噸發(fā)泡材料，而是考慮應(yīng)用場景提供更加側(cè)重回彈、支撐、緩沖等需求的細(xì)分差異化牌號(hào)。對(duì)于俱樂部、健身房等場景，通過提供定期更新的智能地膠、防護(hù)墊等，通過訂閱式材料更新，始終保證最佳運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)和安全性能，獲取材料應(yīng)用效能周期性變化情況。

構(gòu)建基于綠色低碳的循環(huán)經(jīng)濟(jì)閉環(huán)商業(yè)模式。從實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)-使用-回收-再生”閉環(huán)角度考慮，材料企業(yè)可聯(lián)合品牌商建立官方回收體系，利用自身的化學(xué)回收技術(shù)，將廢舊裝備轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)再生材料，再以“認(rèn)證再生料”的形式銷售給品牌商，形成閉環(huán)。鼓勵(lì)消費(fèi)者退回舊產(chǎn)品，并給予購買新品的折扣，以此鎖定客戶并穩(wěn)定回收料的來源。

五、結(jié)語

發(fā)展用于體育休閑領(lǐng)域的化工新材料既是滿足消費(fèi)升級(jí)需求的必然選擇，也是推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要契機(jī)。當(dāng)前，我國正處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，以功能化需求為導(dǎo)向的體育休閑用化工新材料，需要緊抓體育強(qiáng)國戰(zhàn)略、大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展、銀發(fā)經(jīng)濟(jì)時(shí)代等戰(zhàn)略機(jī)遇，以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，完善“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新體系，聚焦關(guān)鍵核心技術(shù)突破，推動(dòng)從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，直至商業(yè)轉(zhuǎn)化的高效模式，從而在全球體育用品產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)更高價(jià)值地位。