Page 12 - 《摩擦学学报》2021年第5期

第 5 期 郝晓晴, 等: 冰雪运动雪上摩擦学与雪蜡研究现状 601

雪蜡，而每一种雪蜡都有其优缺点. 因此，雪蜡在使用 力差，硬度小，耐磨性差.

时需要打蜡师结合自己的经验和当时的环境综合考虑. 氟化烷基蜡：也被称为氟化石蜡(或氟代烃，即碳
以下简单介绍按组成成分分类的雪蜡. 氢化合物中的部分氢被氟原子取代)，可表示为CH -
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碳氢蜡：1980年之前，大多数雪蜡都是衍生自原 (CH ) -(CF ) -CF . 根据蜡中所含氟的量，氟化烷基蜡
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油(天然蜡)或煤(合成蜡)的低成本商品. 不同碳原子数 又可分为低氟蜡和高氟蜡. 氟化烷基蜡结合了碳氢蜡
的碳氢蜡具有不同硬度. 碳原子越多，其链长越长，所 和全氟碳蜡的优点，碳氢链段的存在使得氟化烷基蜡
组成的雪蜡的硬度就越大 ，相对应的适用于温度较 在打蜡过程中可以进入滑雪板材料的非晶区，氟碳链
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低的雪况. 碳氢蜡又可进一步分为直链型和支链型碳 段的存在赋予氟化烷基蜡低摩擦系数和高疏油、疏水
氢蜡. 直链型碳氢蜡也被成为石蜡，是碳氢蜡的主要 性. 其缺点是由于氟碳键的稳定性高，其熔化温度非
成分，可表示为CH -(CH ) -CH (n=10~80)，具有较好 常高，氟碳的加工具有挑战性，因此含氟雪蜡的生产
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的润滑性能，硬度高，亲油性好. 支链型碳氢蜡又被称 成本高，并且氟化物具有一定的环境危害性.
为微晶蜡，具有非常微小的晶体(微晶)，硬度小，对油 抗静电雪蜡：近十年，雪蜡领域开始引入纳米技
的亲和力更大(油可以紧密地固定在晶格中，不会迁 术，通过将抗静电添加剂混合到碳氢蜡或氟化蜡中用
移到表面). 缺点在于，微晶蜡质地黏稠不光滑，因此 以制造“抗静电”蜡. 用作添加剂的纳米材料主要有石
其润滑性能差，有时会少量使用以提高雪蜡的耐久性. 墨、二硫化钼和氟化石墨. 它们具有导电性，可做为防
碳氢蜡的优点在于石蜡和微晶蜡都是可生物降解的 静电剂减小滑雪板表面污渍的吸附；而且，这些纳米

无毒产品，常用作底蜡、保养蜡或者非竞赛用蜡. 添加剂非常坚硬，不会被较硬的雪晶所磨损，再者，它
全氟碳蜡：在1980年代中期，出现了全氟碳蜡(也 们一般也是常用固体润滑剂，能够进一步降低表面摩
称为氟代烷烃蜡)，与碳氢蜡的区别在于其碳链上的 擦系数. 有研究表明，抗静电剂的加入使得抗静电雪

氢原子全部由氟原子取代，可表示为CF -(CF ) -CF . 蜡相比于常规雪蜡具有诸多优势，比如更容易填补板
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同样地，全氟碳蜡的硬度也受其链长的影响，链长越 底间的孔隙且不易产生静电、导热性能好、耐磨和摩
长，全氟碳蜡的硬度越大，适用于更低温度. 高疏油性 擦系数低等 .
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和低摩擦表面能赋予了全氟碳蜡防油和防污性能. 全 2.3 含氟雪蜡的危害
氟碳蜡的缺点是其难以进入板材非晶区，与板材附着 含氟雪蜡具有优异的拒水性和较低的雪上摩擦

Plates Columns Plates Columns and plates
0.3

Needles
Dendrites
0.2
Supersaturation/(g/m 3 ) Dendrites columns Water saturation
Sectored
plates
Hollow

0.1
Plates
Thin plates Columns
Solid
plates Plates
Solid
prisms
0
0 −5 −10 −15 −20 −25 −30 −35
Temperature/℃

Fig. 7 The shape and density of snow at different temperatures [47]
图 7 不同温度下雪的形状与密度 [47]