2025年籃球鞋行業現狀分析：碳纖維複合材料表面改性技術突破

  中國報告大廳網訊，2025年，籃球鞋行業在材料科技方面取得了顯著進展，尤其是碳纖維複合材料的表面改性技術。隨著消費者對籃球鞋性能要求的不斷提高，提升籃球鞋用碳纖維複合材料的使用性能成為研究的重點。通過表面改性處理，碳纖維複合材料在潤濕性能和力學性能方面得到了顯著改善，為籃球鞋的高性能發展提供了技術支持。

  一、籃球鞋用碳纖維複合材料的改性背景

  《2025-2030年中國籃球鞋行業市場調查研究及投資前景分析報告》指出，籃球鞋在運動過程中需要承受高強度的衝擊和複雜的力學應力，因此其材料的性能至關重要。碳纖維複合材料因其高強度、耐熱性好、抗衝擊性能高和耐腐蝕性良好等特點，在籃球鞋中得到了廣泛應用。然而，碳纖維與環氧樹脂等基體結合時的界面性能在受力過程中會成為薄弱環節。為了提升籃球鞋的性能，對碳纖維進行表面改性處理成為一種有效的解決方案。

  二、籃球鞋用碳纖維複合材料的表面改性方法

  (一)改性方法的選擇

  研究採用了一種在碳纖維表面原位生長氫氧化鎳(NiOH)的方法來改善碳纖維的表面狀態。通過化學浴的方法，使用尿素作為沉澱劑，將碳纖維浸泡在沉澱劑中持續10小時，然後浸入0.15 mol/L的氫氧化鎳溶液中，在88°C下反應0~4小時。改性後的碳纖維表面附著了大量針葉狀的氫氧化鎳，顯著提高了表面粗糙度和表面能。

  (二)改性效果的評估

  通過掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)分析，確認了氫氧化鎳成功附著在碳纖維表面。改性後的碳纖維在水和二碘甲烷中的接觸角和表面能分別低於和高於未改性碳纖維，表明改性處理顯著改善了碳纖維的表面性能。

  三、籃球鞋用碳纖維複合材料的性能測試

  (一)接觸角和表面能測試

  表1顯示了碳纖維在水和二碘甲烷中的接觸角和表面能測試結果。改性碳纖維的接觸角和表面能分別低於和高於未改性碳纖維，且改性時間越長，接觸角越小，表面能越大。這表明改性處理顯著提高了碳纖維的表面浸潤性和結合力。

  (二)力學性能測試

  圖3和圖4顯示了改性碳纖維複合材料的層間剪切強度(ILSS)和彎曲性能測試結果。改性碳纖維複合材料的層間剪切強度和彎曲強度均高於未改性碳纖維複合材料。改性時間越長，層間剪切強度和彎曲強度先增後減，最大值在改性時間為3小時時取得。這表明適當的改性時間有助於提高碳纖維表面氫氧化鎳的附著量，從而增強複合材料的力學性能。

  四、籃球鞋用碳纖維複合材料的最優改性時間

  籃球鞋行業現狀分析指出，對碳纖維進行改性的適宜時間為3小時。此時，改性碳纖維複合材料的層間剪切強度和彎曲強度達到最大值。改性時間過長會導致氫氧化鎳在局部產生聚集，形成薄弱區域，從而降低複合材料的力學性能。

  五、總結

  2025年，籃球鞋行業在碳纖維複合材料表面改性技術方面取得了重要突破。通過在碳纖維表面原位生長氫氧化鎳的方法，顯著改善了碳纖維的表面性能和複合材料的力學性能。改性後的碳纖維複合材料在潤濕性能和力學性能方面均優於未改性材料，特別是在改性時間為3小時時，複合材料的層間剪切強度和彎曲強度達到最佳。這一技術為籃球鞋的高性能發展提供了有力支持，未來有望在更多高性能體育器材中得到應用。

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