我国人造草丝的研发进度与前景
发布时间: 2007-09-03 | 作者: | 访问次数: 2728
1、众所周知,人造草坪有着巨大的市场潜力。目前,我国人造草坪行业的市场现状,以及科技研发方面的整体状况如何?
 
人工草坪起源于1966年美国的一个军工项目中的发明,因其特别耐磨、可频繁使用,被广泛应用于橄榄球、棒球、足球等运动场地。据估计,目前世界上人工草坪使用量已达2亿平方米以上,而应用最广的就是运动场。国内从1999年引进进口材料营造首片人造草运动场地,开始了运动人造坪在国内的推广使用历程。优良的特性使人造草坪在中国迅速发展,尽管它的流行比欧洲晚了10年,不过人们在很短的时间内便接受了它。短短几年时间里,全国各地陆续出现了不下二十几家的草坪生产商,再加上国外品牌在国内的代理商,我国的人造草行业已初具规模,行业产业链也逐步形成。1990年,我国只有近1万平方米的人造草坪运动场,自1997年全面进入中国到1999的两年间应用面积增长到50万平方米,2000-2001年应用面积惊人的达到150万平方米左右。可以说,我国的人造草行业正开始步入产业发展的成长期。
然而,随着人造草坪市场的急剧膨胀,“一哄而上”再次体现在了这个新兴行业上,生产企业良莠不齐。目前,国产人造草产品每平方米价格在60-100元之间,而进口人造草每平方米价格在170-280元之间,同型号产品差价在100元左右,而经过国际足联认证的进口草价格更高。国产人造草使用寿命为3-5年,而进口人造草寿命为8-10年,由于国产草质量较差,容易风化、破损,安全系数较小,容易造成运动员损伤。巨额利润让一些生产企业和代理商铤而走险,甚至伪造国际足联认证资格。面对越来越激烈的市场竞争,我国不少人造草生产企业不是依靠创新提高产品质量,而是想方设法弄虚作假冒充“进口草”,以取得市场份额。目前我国人造草坪企业中,具有自主知识产权的没有几家,大多数国产草坪产品的性能与国外同类型产品差距很大,整体科技研发能力还处于相对比较落后的情况。因此,对于目前我国人造草坪行业来说,当务之急是如何尽快遏制“假冒伪劣”的发展观,同时提高产品质量以及提高企业管理水平和行业规范化。随着我国部分拥有自主知识产权的有实力企业的崛起,我国的自主品牌也必然将在全球草坪行业中占有一席之地。
 
2、华理泰山新材料研发中心从成立、研发到成果实现,仅仅不到一年时间。请您介绍一下研发中心在研发团队、资金、设备,以及研发进度等方面的基本情况。
 
“华理-泰山体育新材料研发中心”隶属于华东理工大学“体育运动材料应用推广研究中心”,是由华东理工大学和泰山体育产业集团共建的全国首家体育新材料研究开发中心。中心的发展规划是以“自主创新推动行业技术进步,为中国体育运动材料产业的发展服务”为宗旨,围绕泰山集团产业方向,把握运动材料行业发展脉搏,开展了众多有关体育材料方面的应用技术研究;承担泰山集团的生产技术改进、新产品开发、人才培养和技能培训任务,发挥泰山集团研究开发中心的功能和作用,充分挖掘双方的优势资源,整合和调动政府、社会多方资源,力争将中心建成该领域的知名研究机构,并成为上海市乃至国家级的研究中心,获得中国乃至亚洲及国际体育器材、体育设施检测或认证的资质。
目前,研发中心成立了一支实力雄厚的研发队伍,包括5位化工、材料等专业的博士以及数名硕士,同时还聘请了具有多年从事相关行业经验的技术顾问,从产品设计、原材料加工及改性、人造草丝成型工艺以及产品性能测试评价等方面,形成了一套具有自主知识产权的研发体系,并已积极申请了相关专利,同时,根据实际研发过程中遇到的问题,研发中心还在对目前的研发体系进行不断地完善,期望能够建设成为科研势力一流的知名机构。另外,研发中心还拥有诸如双螺杆造粒机、单螺杆挤出拉丝机、吹膜机、紫外-可见分光光度计、气相色谱、Brookfield旋转粘度计、接触角测定仪、QUV紫外光加速老化试验机、高低温循环老化箱、抗黑胶印测定仪、James Machine静摩擦系数测定仪、抗磨损测定仪等国际领先的实验设备,同时还在引进人造运动员、滑动行为测试仪、球反弹测试仪等符合FIFA标准的测试装置,加上泰山体育产业集团雄厚的资金支持,研发工作已经全面启动。对于人造草丝项目来说,目前研发中心已经完成了国外主流产品的国产化,由研发中心自行开发的完全采用国产原料制备的人造草丝,不论在外观颜色、力学性能还是耐候性等重要质量因素方面,均已达到国外主流产品的水平,同时在成本价格方面与国外产品相比,也具有很明显的优势,目前一共已经开发出了2大类6个系将近10种人造草丝产品,并已投放市场。
 
3、研发成果现已开始试生产,相对现有产品而言,新产品有何技术上的优势?新产品的性能特点主要体现在哪些方面?
 
目前研发中心已开发出了运动场地草坪和休闲草坪。人造草丝纤维材料是人造运动草坪的核心材料,其性能决定了草坪的运动力学性能、运动安全性能和运动舒适性能。通过对天然草坪的仿生学、运动力学性能和运动安全性能的研究,形成了人造草丝材料设计的基础理论和方法, 其次按照有机-无机界面化学与工程特征,开发出无机颜料和功能纳米粉体的表面处理关键技术。实现无机纳米粒子在有机基体中的分散。同时解决了国产树脂的性能缺陷,以及生产过程中的人造草丝拉丝成形工艺和工程技术。新产品采用纳米材料改性技术,自主研发出了影响草坪最终性能的主要原料,如功能母粒和颜色母粒等。并结合熔融纺丝技术,优化工艺参数,通过设计拉丝的温度场、剪切应力场和拉伸应力场,改善无机纳米复合聚合物熔融拉丝成型加工过程中的结晶过程,制备出纳米复合人造草坪。
新产品的性能特点主要体现在:
1耐候性能好:由于纳米材料的表面效应的影响,其对紫外光的吸收作用更为优异,草丝经过QUV持续长时间恶劣的气候老化测试,显示出优异的抗紫外光老化性能,而且色牢度相当高,能够长达8年不褪色。
2耐磨性好:采用纳米复合材料对草丝材料增强,显著改善了草丝耐磨性。
3安全性好:采用纳米改性技术,制备了具有柔软和韧性的新型材料,能有效降低草坪对运动者关节的冲击,使运动者在旋转、快速移动、急停中,减少运动伤害,保证运动安全。
4环境亲和性好:采用完全基于自然环保标准的产品解决方案,所用原材料不含重金属,草坪可以在任何地方安全使用。
 
4、作为国内第一个体育新材料研发基地,草坪研发肯定会遇到这样或那样的困难和限制,你们在遇到这些问题时是如何处理的?
 
您说的很对,不论做什么项目的研究开发,遇见各种各样的问题和困难是在所难免的,关键是你在面对这些问题和困难时的态度。同样的事,就看你怎样去看待、怎样去思考。你若轻易言败,可能就意味着放弃;你要只是把它当作挫折,就意味着你不是选择放弃,你选择的是自强不息,是在低谷中坚持,受挫中再起,最终你必然会从困难中走向成功。
作为国内第一家体育新材料领域的研发中心,华东理工大学以及泰山体育产业集团甚至国内体育行业都对我们满怀着期望,其中的压力可想而知,同时我们也一直希望能够把中心建设成为该领域在国内乃至世界上知名的研究机构,于是,有了坚定的目标就有了勇往直前的动力和勇气,尽管我们研发团队才刚组建不到一年,但很团结,每个人在研发过程中都尽心尽责,在面对研发过程中出现的各种问题和困难时,我们通常都是坐下来沟通,一起面对困难,一起协商解决。另外,由于在整个草坪项目的研发体系中,我们每个人都有着各自比较明确的方向,每人的研究成果最终整合在一起才能形成一整套完善的草丝生产体系,因此在研发过程中,在遇到并解决困难的过程中,我们研发团队也形成了一种很默契的团队精神,同时我们也希望能将这种精神延续下去,使我们整个团队在将来面对更多的研发挑战中能够立于不败之地。
 
5、您是如何看待科技研发在体育材料产业发展中的作用的?
 
在21世纪的今天,体育将成为能够体现我们国家综合国力、振奋民族精神的宏伟事业。现代科技的飞速发展,对体育产生了前所未有的影响,因此科技开发已成为对体育发展水平具有决定性的因素,其中体育先进、新颖的材料的开发及应用则是提高体育科技水平的重要条件之一。2008年北京奥运会也提出了“人文奥运,绿色奥运,科技奥运”的理念。由此可见,开发高科技含量的体育材料在体育运动产业发展过程中扮演着举足轻重的角色。
高新材料在体育运动中运用领域广泛,不仅能使体育竞技更加激烈,运动成绩不断提高,而且还能丰富全民健身运动的内容,加快全民健身运动的普及与推广。高新材料在体育运动中的运用,是体育运动长足发展的需要,而体育运动的发展又反过来迫使人们去认真探索与利用新的材料,研究开发高新材料与体育运动发展的相互关系,从而更进一步提高高新材料在体育运动中运用的作用和提高体育工作者对新型材料运用的能力。可以坚信,随着体育材料学的逐步发展与成熟,体育材料的科技研发必将发挥其越来越重要的作用。
 
 
6、您认为人在草坪的技术发展趋势如何?请您谈一谈下一步的研发思路。
 
经过40多年的发展,人造草坪已应用于各种体育运动场所和休闲场所,国际足联已决定在2010年南非世界杯采用人造运动草坪。但是,目前人们在开发人造草坪时更多关注其运动性能,而忽视了其与环境、运动员的相互关系,随着人造草坪运动性能的越来越完善,今后人人造草坪将会朝着高仿真性能、环保性能以及运动舒适性能方面发展。
华东理工大学体育新材料研发中心目前在人造草坪技术方面已经处于国内领先地位,在某些方面甚至超过了国际同等产品水平,但我们并同时也看到我国人造草坪行业整体上还落后于其他发达国家,作为国内第一个体育新材料研发基地,我们有责任有义务去促进中国人造草坪行业的可持续发展。在技术上,我们将针对人造草坪的不足,在下一步的工作中,将重点开发以下几个方面:
(1)环境友好性能。人造草坪无须喷洒农药,后期维护用水大大少于天然草,但人造草丝纤维含有的各种有机助剂和颜料中铬、铅、镉等重金属还没有完全避免。今后将会完全消除重金属和各种助剂带来的危害,另外,选取草坪制备材料时,充分考虑其可回收性,力求做到所有材料均能重复利用。
(2)仿真性能。人造草坪不仅在颜色与外形上与天然草接近,还应具有天然草的芳香,更重要的是应当安全、舒适不会对运动者形成伤害,目前人造草坪还未达到天然草柔软安全的触感以及舒适的运动体验。
(3)安全舒适性能。在提高人造草坪运动性能的同时,做到舒适度与安全性,有效防止运动员滑铲时可能出现的脚部扭伤或皮肤划伤,同时易于球员快速适应。
 

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