羽毛球场地用PVC地胶面层材料的改性研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.06.013

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (6): 66-72.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.06.013

羽毛球场地用PVC地胶面层材料的改性研究

牛众¹(), 吴遵红²

^1.武汉体育学院体育教育学院，武汉 430079
^2.武汉工程大学，武汉 430205

收稿日期:2024-12-08 出版日期:2025-06-26 发布日期:2025-06-20
作者简介:牛众，wsunz66@163.com
基金资助:
] 钟文发．非线性规划在可燃毒物配置中的应用[C]// 赵玮．运筹学的理论与应用：中国运筹学会第五届大会论文集．西;例[1] 王权,瞿金平. 动态成型过程中PP/CaCO3 填充体系的流变行为[J]. 高分子材料科学与工程,2007,23：176?179

Research on modification of PVC flooring surface material for badminton courts

NIU Zhong¹(), WU Zunhong²

^1.The College of Physical Education，Wuhan Sports University，Wuhan 430079，China
^2.Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China

Received:2024-12-08 Online:2025-06-26 Published:2025-06-20

摘要/Abstract

摘要：

使用苯基膦酸将镁铝水滑石（LDHs）与正辛酰胺结合制备表面改性的镁铝水滑石（m⁃LDHs），研究了其对羽毛球场地用PVC地胶面层复合材料的热稳定性、力学性能、耐磨性能、阻燃性能的影响。结果表明，改性前后LDHs的晶体结构未发生明显变化；LDHs通过限制PVC分子链运动从而提高PVC的玻璃化转变温度（T_g）而由于内润滑作用m⁃LDHs的加入可大幅降低T_g；表面改性后的LDHs存在协效阻燃作用，能够有效抑制PVC的燃烧和分解从而表现出更优异的静态热稳定性和阻燃性能；当m⁃LDHs添加量为3 %（质量分数，下同）时，体系的力学性能基本达到了刚韧平衡且摩擦因数相比纯PVC降低了37.3 %；这一结果满足DB 13/T 2662—2018 PVC运动地胶安全规范规定指标的同时也为其作为羽毛球场地地胶面层材料的性能保留了弹力、强度、韧性及减震效果，可以有效减少运动时的肌肉疲劳和微损伤，使其能更好地应用于该领域；但是，过多的m⁃LDHs在PVC基体中仍出现团聚现象，从而导致其改性效果下降。

关键词: 聚氯乙烯, 镁铝水滑石, 地胶面层材料, 应用研究

Abstract:

In this study， magnesium⁃aluminum layered double hydroxide （LDHs） was surface⁃modified by combining phenylphosphonic acid with octanamide to prepare modified LDHs （m⁃LDHs）. The effects of m⁃LDHs on the thermal stability， mechanical properties， wear resistance， and flame retardancy of PVC composites for badminton court surface layers were systematically investigated. The results indicate that the crystal structure of LDHs remained largely unchanged after modification. While unmodified LDHs restricted the motion of PVC molecular chains， thereby increasing the glass transition temperature （T_g）， the incorporation of m⁃LDHs significantly reduced due T_g to their internal lubrication effect. The surface⁃modified LDHs exhibited synergistic flame retardancy， effectively suppressing the combustion and decomposition of PVC， leading to enhanced static thermal stability and flame⁃retardant performance. At an optimal m⁃LDHs loading of 3 wt%， the composite achieved a stiffness⁃toughness balance in mechanical properties， with a 37.3 % reduction in friction coefficient compared to pure PVC. These results not only meet the safety specifications for polyvinyl chloride （PVC） sports flooring outlined in the Hebei Provincial Standard DB 13/T 2662—2018 but also preserve the elasticity， strength， toughness， and shock absorption required for badminton court surface materials. This effectively reduces muscle fatigue and micro⁃injuries during athletic activities， demonstrating significant potential for practical application in this field. However， excessive m⁃LDHs （>3 wt%） led to agglomeration within the PVC matrix， diminishing the modification effect.

Key words: poly（vinyl chloride）, magnesium?aluminum layered double hydroxide, court surface layer material, applied research

中图分类号:

TQ325.3

牛众, 吴遵红. 羽毛球场地用PVC地胶面层材料的改性研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(6): 66-72.

NIU Zhong, WU Zunhong. Research on modification of PVC flooring surface material for badminton courts[J]. China Plastics, 2025, 39(6): 66-72.

图/表 9

样品	PVC	1010	LDHs	m⁃LDHs
PVC	100	0.1	⁃	⁃
PVC/LDHs	100	0.1	3	0
PVC/m⁃LDHs⁃1	100	0.1	⁃	1
PVC/m⁃LDHs⁃3	100	0.1	⁃	3
PVC/m⁃LDHs⁃5	100	0.1	⁃	5

表1 PVC/LDHs复合材料的配方表 (%（质量分数）)

Tab.1 Formulation table of PVC composites

图1 改性前后LDHs的FTIR谱图

Fig.1 FTIR spectra of the LDHs before and after modification

图2 改性前后LDHs的XRD曲线

Fig.2 XRD patterns of the LDHs before and after modification

图3 PVC/LDHs复合材料断面的微观形貌

Fig.3 The microscopic morphology of the fracture surface of the PVC/LDHs composite

图4 PVC/LDHs复合材料的Tg

Fig.4 Tg of the PVC/LDHs composite

图5 PVC/LDHs复合材料的摩擦因数

Fig.5 The friction factor of the PVC/LDHs composite

图6 PVC/LDHs复合材料的力学性能

Fig.6 The mechanical properties of the PVC/LDHs composite

样品名称	180 ℃下热老化时间/min
样品名称	0	60	80	120	140	180	220
PVC
PVC/LDHs
PVC/m⁃LDHs⁃1
PVC/m⁃LDHs⁃3
PVC/m⁃LDHs⁃5

表2 PVC/LDHs复合材料静态热老化过程中的颜色变化

Tab.2 The color changes during static thermal aging of the PVC/LDHs composite

图7 PVC/LDHs复合材料的阻燃性能

Fig.7 The flame retardant properties of the PVC/LDHs composite

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