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百科丨OBC、TPU、EVA、POE等弹性体发泡鞋材详细解读!

作者:时间:2022-07-16 22:11:321131次浏览

信息摘要:

图源:SABIC 近年来,运动鞋和休闲鞋的交易量普遍增加,但全球鞋类市场已经饱和。因此,新概念和差异化设计对品牌*关重要。制鞋行业产生了对泡沫产品的大量需求,使泡沫鞋特别是 高性能聚合物泡沫鞋已成为许多应用甚*所有终端产品解决方案的核心。 这些消费者和制造商谈论的关键...

  

图源:SABIC

  近年来,运动鞋和休闲鞋的交易量普遍增加,但全球鞋类市场已经饱和。因此,新概念和差异化设计对品牌*关重要。制鞋行业产生了对泡沫产品的大量需求,使泡沫鞋特别是 高性能聚合物泡沫鞋已成为许多应用甚*所有终端产品解决方案的核心。

  这些消费者和制造商谈论的关键词,如低密度、舒适性、高弹性、低能耗、耐久性、美观、环保、低成本、高性能和成本性能,已成为鞋材的发展趋势。与过去相比,今天的运动鞋已经成为一种真正的高科技产品:各种高性能材料的结合不仅使运动鞋更轻、更稳定,而且根据跑步风格、用户期望和跑步方法准确定制运动鞋。这促使制造商寻找**技术和创新材料来提高产品的核心竞争力。

  

不同鞋的应用解决方案 图源:万华化学

  传统的发泡鞋材质量轻,成本低,弹性好,柔软性好,手感好,EVA、PU、PVC、NBR、EPDM可发泡的材料,其特点、配方系统、工艺操作都非常成熟。然而,随着人们对鞋子质量的综合性能,特别是运动鞋和休闲鞋的舒适性和耐久性的提高,传统的单泡鞋材料已经不能满足人们的需求。虽然EVA泡沫鞋材料仍然是鞋底的基本材料,但它们是高性能弹性鞋材料的混合,可以有效地减轻重量,提供缓冲,提高柔软度和耐久性,从而保证鞋的综合质量。

  近年来新兴的发泡鞋材,如ETPU、POE、OBCs、乙烯基,丙烯基,EPDM、SEBS、PEBA、TPEE由知名鞋制造商制成的弹性体,不仅提高了鞋材的高均衡性,而且成为品牌营销核心内容的重要组成部分,提高了知名度和销量。除中底外,以上几种 鞋材中热塑性弹性体的应用还包括鞋底支撑配件、鞋带、鞋舌、人造皮革、纱线等。

  

一双跑鞋分为三部分:鞋面(Upper),中底(Midsole),大底(Outsole)。中底是一双运动鞋的核心部件。如果把一双运动鞋比作一辆车,鞋面是车身,鞋底是轮胎,鞋底是悬挂系统,其重要性不言而喻。 中底是跑鞋的灵魂,也是区分各大厂商的核心标志 ,立身之本 。中底的作用是提供稳定性、缓冲和反弹,吸收运动中产生的冲击力,在运动中提供保护和温和的脚感。

  01

  PVC/PE/PU发泡鞋材

  PVC类发泡鞋底的特点:聚氯乙烯发泡材料具有耐磨、耐化学腐蚀、价格低廉、着色鲜艳等特点,但其低温挠曲性、防滑性和穿着舒适性皆欠佳。

  PE泡沫鞋底的特点:聚乙烯泡沫材料坚固、耐弯曲、耐磨,具有优异的耐化学性和隔热性,广泛用于制作旅游鞋和海滩拖鞋。然而,聚乙烯鞋底也存在弹性差、防滑性能差、长期穿着后易变形等缺点。

  PU类泡鞋底的特点:与普通塑料、橡胶鞋底材料相比,聚氨酯泡鞋底密度小、耐磨、弹性好、强度高、柔韧性好、穿着舒适。此外,配方可根据需要进行调整,具有耐酸碱、耐油、耐老化、耐水解、防静电、绝缘等性能。可满足便鞋、运动鞋、劳动鞋、军用鞋、时尚鞋、童靴等不同需求。

  上述泡沫材料或结合其他高性能材料,也可作为鞋海绵和鞋垫来提高保温、缓冲、减震等性能。

  

NAIL BOSS 透气PU海绵鞋垫,比较传统PU鞋垫弹性和耐磨性更强,外观光滑,透气但无气孔,气阻0.3-2。此外,乳胶海绵具有环保、吸汗、无臭、耐高温、超低变形率、独特的舒适弹性和高透气性等特点EVA或者化工海棉比不上。这种材料是追求自然和中医保健*健康的鞋垫材料。 资料来源:东莞市锦

  

特殊功能鞋绵。由高回弹海绵制成的鞋制品能给人们带来更好的舒适性。与普通海绵相比,它们更有弹性,不易断裂。此外,它们永远不会变形。 图源:福建省晋

  02

  EVA发泡鞋材

  可以说,EVA近30年来,泡泡鞋材料引发了制鞋业革命。

  EVA泡沫材料是指EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和低密度聚乙烯为原料,加入其他添加剂后,通过成型或注塑发泡制成的发泡材料。柔软性好,橡胶般弹性好,透明度好,表面光泽好,化学稳定性好,抗老化、抗臭氧强度好,无毒。作为鞋材,整体表现出一定的柔软度和高弹性。

  EVA制鞋行业一般采用模内发泡配方EVA将造粒料放入发泡模具中,温高压发泡。通过发泡EVA能使鞋底更轻更有弹性EVA树脂使鞋底具有适当的减震功能,从而使鞋底具有适当的减震功能EVA泡泡鞋适合大多数休闲鞋和慢跑鞋。

  然而,由于EVA发泡材料的耐老化性、耐弯曲性、弹性和耐磨性较差,也在一定程度上限制了其使用。近些年ETPU的兴起和样板对照,也使得EVA泡沫鞋必须具有较低的硬度、较高的回弹形低等新性能EVA泡沫鞋材与其它材料的混合改性已成为各鞋厂家的热门研究。但 由于EVA泡沫材料的价格优势在未来很长一段时间内仍然是大众运动鞋的主要材料 。

  

特种环保EVA泡沫材料具有良好的拉伸强度、撕裂强度、压缩变形率和热收缩率。可作为健康环保的鞋垫,具有良好的缓冲、减震、抗压、隔热、隔热、阻燃效果。 图源:易宝(福建)

  韧性强,柔韧性好,耐腐蚀PE,作为EVA发泡材料的改性剂可获得综合性能好的鞋用材料;乙丙橡胶和EVA相容性好,能起到明显的增弹增韧和抗老化作用,白度高,能使产品色泽鲜艳,是的EVA理想的改性材料。也可在EVA中加入NBR与天然胶、三元混合系统成型的泡沫鞋底具有重量轻、柔软、弹性大、韧性强、尺寸稳定性好、耐油、耐弯曲等特点;EVA它是高聚物中的弱极性材料,与强极性氯丁橡胶粘合剂和聚氨酯粘合剂没有良好的亲和力EVA底部粘结带来困难,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)接枝改性SBS,合成了EVA表面处理剂、初始粘度和剥离强度显著增加,有效解决EVA底部粘合问题。

  加入 EPDM、POE、OBCs、TPE等弹性体能带来更高质量、更高性能EVA鞋部件制品 ,如SEBS使用充油等弹性体EPDM橡胶性、POE高弹性、OBCs柔软结晶,TPE为了达到共混改性的目的,提高柔软度EVA回弹性一般可提高到50-55%甚*更高的发泡性能。由于EVA共混发泡产品具有柔软、弹性好、减震、耐化学能,广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料。

  Hyper Burst是斯凯奇迄今为止所应用的*轻、*有弹性的中底发泡材料,与当今市场上的大多数其他EVA发泡材料差异很大,潜力更好。轻质中底是斯凯奇独有的特殊配方EVA通过压力、温度、氮气和二氧化碳,使空气和配方成分处于超临界发泡工艺中EVA无数紧密贴合的密闭球形气囊结构在材料中均匀形成,紧密结合成独特的中底材料,如细胞体结构。斯凯奇于2019年推出GORUN Razor 3 Hyper 2020年5月推出的跑鞋和跑鞋GOMEB SPEED 6 HYPER 均采用竞赛型轻质跑鞋。

  

GORUN Razor 3 Hyper 跑鞋 图源:京东

  乔丹体育发布于2020年8月18日(gū)PRO回弹技术,以及配备该技术中底的新产品——乔丹干功夫鞋,**款碳板跑鞋跑鞋飞影PB。科技突破了原有EVA材料的性能进的材料性能边界TPE(苯乙烯是一种热塑性弹性体)板材,通过超临界物理发泡工艺成PRO回弹技术材料制在0中.10~0.16g/cm在3个范围内,37%的高压缩性能得到保证,80%以上的能量反馈是一种新的性能材料。

  

乔丹干功夫鞋 图源:京东

  03

  TPU发泡鞋材(ETPU)

  ETPU半道杀出几乎动摇了EVA泡鞋材料的统治基础已成为鞋底鞋材快速崛起的骨干。

  TPU它是热塑性聚氨酯弹性体的英文缩写,是由二异氰酸酯、扩链剂、多元醇组成的嵌段共聚物。多元醇组成的软段表现出柔韧性,而二异氰酸酯作为硬段,赋予材料硬度和刚度,硬段结晶后作为物理交联点TPU高弹性。因此TPU具有拉伸强度高、伸长率大、长期压缩**变形率低等显著优点EVA强。将TPU发泡后形成ETPU。

  

ETPU发泡微球横截面:这张扫描电子显微镜的照片显示了塑料中的小气泡(30 - 300 微米) 图源:巴斯夫

  ETPU ,世界上**个发泡热塑性聚氨酯弹性体ETPU——Infinergy巴斯夫于2007年开发并应用于阿迪达斯Boost系列运动鞋上,是具有**弹性和减震特性的革命性发泡鞋材。ETPU鞋材具有优异的回弹性,极低的压缩**变形,高品质的体验,环保高效的加工工艺,深受市场追捧, 许多运动品牌都采用了ETPU阿迪达斯等中底方案boost中底科技、altra的Ego、Salomon的VIBE、 PUMA IGNITE、索康尼everun材料,还有特步动力巢X中底科技等。

  

相比传统的EVA中底,ETPU中底采用物理发泡聚氨酯材料, 成型后呈爆米花状,具有优异的回弹性和形变恢复性,性能远 超传统的EVA材料。优点:耐磨性好,低温性能好,密度超轻,环保性好,柔韧性好,耐黄变,回弹性好,泡沫落球回弹值一般可达60%。 图源:巴斯夫

  

361°Q3 图源:361sport

  04

  乙烯基聚合物泡鞋

  乙烯基功能聚合物, 包括其弹性体和极性共聚物,是*适合发泡的材料, 在超轻高弹鞋材料领域也是*重要的选择。乙烯基弹性体是密度*低的弹性体, 是该领域的开拓者,产品组合*多, 市场份额超过60%。

  陶氏有近20个类别, 发泡鞋材可选用数百种功能乙烯共聚物, 可以实现对性能的*灵活的组合, 可获得行业*高性能,也可获得*佳性价比产品。如 INFUSE? (OBCs) 能显著提高泡沫体的性能,能大比例使用超轻高弹性泡沫产品;ENGAGE ? POE 可与EVA复合改善其性能,影响价格非常有限, 可用于中高端超轻高弹泡沫鞋;FUSABONDTM 514D 可作为轻质泡沫助剂, 加入上述鞋材,获得超轻泡沫材料;ElvaloyTM AC聚合物用于发泡鞋, 鞋材的加工性能可以提高,粘结和外观;SURNTM 鞋头衬片和港宝可使用离子聚合物, 适用于较轻的泡沫,可改善泡沫结构,提高撕裂强度。

  

功能乙烯共聚物家族 图源:陶氏化学

  05

  丙烯基发泡鞋

  丙烯基弹性体是由茂金属催化技术和溶液聚合工艺组合而成,具有弹性高、柔韧性高、耐低温冲击、手感好、填充高、止滑性好等特点EVA橡塑共混改性中。丙烯基弹性体与系统相似EPDM和EVA混合发泡,得到的鞋制品会有更好的止滑性能和皮肤触感,适合家用拖鞋。同时,与PP相容性非常好,导致与自由基的交联效率较低,因此一般采用共混改性,并添加一定量的交联添加剂来提高交联效率。另外,作为鞋底材料,在保证一定添加量的前提下,也能满足各种性能要求。目前有商用丙烯基弹性体,品牌号分别是陶氏的versify、埃克森美孚vista ** xx和三井的tafmer。

  威达美丙烯基弹性体由埃克森美孚化工公司生产,具有独特的丙烯和乙烯半结晶结构。EVA、POE这种材料可以在鞋类终端产品中提供更好的性能,如防滑性、柔软性、柔韧性、压缩**变形和收缩率。这些特性提供了优异的性能,使其成为替代传统发泡材料的新材料。

  

威达美?丙烯基弹性体晶态分布图。威达美丙烯基弹性体发泡材料比三元乙丙橡胶具有更强的耐候性。威达美丙烯基弹性体发泡材料在低密度应用中的柔软性和柔韧性(PU)泡沫材料相当。在高密度发泡应用中,其触感和防滑性与橡胶相当。但是材料的成本比PU橡胶材料低30%到40%。在回收方面,威达美丙烯基弹性体发泡材料也被完全回收,有助于满足行业更可持续的解决方案。 资料来源:埃克森美孚

  06

  POE发泡鞋材

  POE,英文全名为 Poly Olefin Elastomer, 它是一种热塑性弹性体,属于聚烯烃弹性体,是陶氏化学以茂金属为催化剂合成的具有窄相对分子质量分布和均匀短支链分布的弹性体材料。它比EVA更轻质,耐寒性、耐老化性、耐臭氧性、耐化学品性能都较优, 可带来良好的拉伸强度,更好的触感。这种弹性体从2000年开始被应用于鞋材行业,与EVA橡塑并用成为鞋中底的主要用途。

  

ENGAGE™ 是*具代表性, 应用*广泛的POE聚烯烃弹性体。基于陶氏独有INSITE™技术填补了热塑性塑料及传统橡胶材料间的空白。半结晶热塑性聚烯烃弹性体,硬度(Shore 50~90A),密度范围0.857–0.91, 明显低于EVA熔融指数30 ~
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