Desenvolupament i tendències dels compostos de fibra de carboni en esports i oci (part I) (1)

Oct 16, 2026

Deixa un missatge

El 22 de juliol de 2026, l'Administració General de l'Esport de la Xina va emetre oficialment el "15è Pla quinquennal per a la construcció d'una potència esportiva", el primer pla dedicat a nivell nacional sobre la construcció d'una nació esportiva. Estableix objectius clars per al 2030: la producció total de la indústria esportiva supera els 7 bilions de RMB, 4 metres quadrats d'àrea per càpita de recintes esportius i un 40% de la població fa exercici regularment.

 

Passant dels 5,12 bilions de RMB als 7 bilions de RMB, la indústria de l'esport està obrint un cicle de creixement completament nou. Dins d'aquest cicle, els compostos de fibra de carboni, aclamats com el "rei dels nous materials" i l'"or negre", s'estan convertint en el motor principal de l'actualització de la qualitat dels articles esportius. Segons l'Administració General de Duanes, la Xina va exportar 67.530 milions de RMB d'articles i equipaments esportius durant el primer semestre del 2026, la qual cosa va representar més del 40% de les exportacions mundials. El mercat mundial de compostos de fibra de carboni utilitzats en articles esportius va assolir els 27.860 milions de RMB el 2025 i es preveu que arribi als 40.790 milions de RMB el 2032.

 

1. Política Tailwinds: una potència esportiva obre un nou oceà blau per a la fibra de carboni

El Pla requereix explícitament que el sector de la fabricació d'articles esportius passi cap a una producció d'alta gamma, intel·ligent i ecològica, amb avenços en l'aplicació de materials avançats com la fibra de carboni i els aliatges de titani en articles esportius. Les "Directrius per al desenvolupament de la indústria de nous materials", emeses pel Ministeri d'Indústria i Tecnologia de la Informació i set departaments més, classifica la fibra de carboni d'alt rendiment com un "material estratègic clau", proporcionant un suport polític sòlid per al seu ús més ampli en articles esportius.

Les províncies i les ciutats estan desplegant activament nous materials per a articles esportius: Shandong ha designat el grup d'aparells de pesca de fibra de carboni de Weihai com a grup clau a nivell provincial; Fujian ha enumerat els materials de calçat de fibra de carboni com a direcció d'innovació prioritària; Guangdong està construint una base de la indústria de bicicletes de fibra de carboni a Shenzhen amb incentius fiscals i territorials; Hebei està construint una base de fabricació d'equips d'esports d'hivern de fibra de carboni. A nivell mundial, el Ministeri d'Economia, Comerç i Indústria del Japó proposa augmentar la quota de fibra de carboni utilitzada en articles esportius del 18% a més del 30%; La Unió Europea ha creat un programa d'R+D dedicat a la tecnologia esportiva en el marc d'Horizon Europa, amb aproximadament un 15% destinat a nous materials esportius.

Judici clau: la construcció d'una potència esportiva, la substitució domèstica de nous materials i la millora del consum esportiu global -tres dividends polítics superposats- situen la fibra de carboni en els esports i l'oci en una finestra d'oportunitat estratègica històrica.

 

2. Del "or negre" als productes esportius premium: una anàlisi completa de la fabricació de fibra de carboni

El rendiment excepcional de la fibra de carboni en articles esportius es basa en el seu procés de producció altament sofisticat. Més del 90% de la fibra de carboni del món segueix la ruta del poliacrilonitril (PAN), amb un flux complet de sis passos bàsics, cadascun dels quals afecta directament el rendiment de l'article esportiu final:

Polimerització acrilonitril → filatura → pre-oxidació → carbonització/grafitització → tractament superficial → dimensionament

 

2.1 Spinning: el pas que determina els "gens" de la fibra de carboni: el punt de partida dels articles esportius

El filat és l'etapa tècnicament més exigent en la fabricació de fibra de carboni, que determina directament el grau de resistència de la fibra i els articles esportius que poden servir. Les dues rutes principals d'avui són la filatura humida i la filatura humida a raig sec:

 

news-1368-477

 

La filatura humida de raig sec va ser desenvolupada per primera vegada per la japonesa Toray a la dècada de 1980 i Zhongfu Shenying va dominar amb èxit el 2013, convertint-se en la primera empresa xinesa que disposava de la tecnologia. Zhongfu Shenying segueix sent l'única empresa xinesa amb tecnologia madura de fibra de carboni de filatura humida a escala industrial (classe de 10.000 tones); la seva fibra de grau T800 conté més del 60% del mercat nacional d'articles esportius de gamma alta i s'utilitza en volum en quadres de bicicletes de fibra de carboni, raquetes de bàdminton i raquetes de tennis. Jilin Tangu (filial de Jilin Chemical Fiber Group) és el proveïdor més gran del món de precursors de fibra de carboni amb una quota de mercat superior al 50%; l'avantatge de costos del seu precursor de gran remolc (48K/50K) està empenyent la fibra de carboni des d'equips de competició cap a béns de consum esportiu de masses.

 

2.2 Carbonització i grafitització: del precursor a la fibra de carboni: el camí de classificació dels articles esportius

La carbonització es divideix en carbonització a baixa temperatura (300-1000 graus) i carbonització a alta temperatura (1000-1800 graus). En l'etapa d'alta temperatura el contingut de carboni de la fibra s'eleva per sobre del 92% i es comença a formar una estructura de grafit turbostràtica. Els articles esportius que requereixen un mòdul ultra alt també es sotmeten a una grafitització (2000–3000 graus), augmentant el mòdul de fibra a 400–900 GPa.

Les fibres de carboni produïdes amb diferents paràmetres de carbonització/grafitització tenen aplicacions clarament classificades en articles esportius: el grau T300–T700 (resistència 3500–4900 MPa) s'utilitza principalment en canyes de pescar de gamma mitjana, bicicletes de fibra de carboni d'entrada i esquís; Grau T800–T1000 (5490–6370 MPa) en quadres de bicicletes de gamma alta, canyes de competició i sabatilles de running amb carboni; Grau M40J–M60J (mòdul 377–588 GPa) en pals de golf de gamma alta i components de cotxes F1. El T1100G (6600 MPa) i el M40X de Toray (5700 MPa de força amb un mòdul de 377 GPa) són els graus de fibra de carboni més avançats en articles esportius actualment, utilitzats exclusivament per les millors marques com TaylorMade, Graphite Design i Yonex.

 

2.3 Agent de mida: el "pont d'enllaç" entre la fibra de carboni i els articles esportius

El dimensionament és el pas final de la producció de fibra de carboni, aplicant un recobriment de polímer extremadament prim (normalment de 0,1 a 1,0 micròmetres) a la superfície de la fibra. Protegeix la fibra de l'abrasió durant el processament aigües avall i millora la unió interfacial amb la matriu de resina. Per als articles esportius, la selecció de talles és fonamental: els sistemes epoxi (80% dels articles esportius) requereixen un encolat compatible amb epoxi, mentre que els sistemes termoplàstics (utilitzats en esquís, plaques de sabates de carboni i productes similars) requereixen un tallat compatible amb PEEK, PPS o PA6. Els requisits difereixen significativament segons el producte: les canyes de pescar necessiten una mida molt flexible per evitar esquerdes durant l'enrotllament, mentre que els quadres de bicicletes necessiten un dimensionament resistent a altes temperatures per suportar el curat en autoclau.

 

3. Processos d'emmotllament: com prenen forma els articles esportius

La fibra de carboni no es pot utilitzar per si sola; s'ha de combinar amb una matriu de resina per formar un polímer reforçat amb fibra de carboni (CFRP). El procés d'emmotllament que converteix la fibra de carboni (o preimpregnada) en un producte esportiu acabat és el pas clau per determinar el rendiment, la qualitat i el cost del producte. Set processos d'emmotllament s'utilitzen habitualment en la fabricació d'articles esportius, cadascun amb el seu propi escenari d'aplicació esportiva:

 

news-1017-1013

 

[Continuarà: Desenvolupament i tendències dels compostos de fibra de carboni en esports i lleure (Part I) (2)]

[Font] Associació de la indústria de composites de la Xina (CCIA), lloc web oficial

[Enllaç original] https://ccia.xin/xingyebaogao/3617.html