? ? ? 在高分(fen)子材料的發泡(pao)加工中,根(gen)據氣泡(pao)的生產機制不(bu)同(tong)目前可(ke)分(fen)為兩大類,即化學發泡(pao)和物理發泡(pao)。超臨(lin)界發泡(pao)(pao)是一種物(wu)理發泡(pao)(pao),全稱是超臨(lin)界流(liu)體(ti)(ti)微(wei)孔(kong)發泡(pao)(pao)。超臨(lin)界流(liu)體(ti)(ti)物(wu)理性(xing)質(zhi)介于(yu)液體(ti)(ti)和氣體(ti)(ti)之間,在一定溫度和壓力作用(yong)下兼(jian)具氣體(ti)(ti)和液體(ti)(ti)的性(xing)質(zhi),可以(yi)像(xiang)(xiang)氣體(ti)(ti)一樣易于(yu)擴散,又(you)可以(yi)像(xiang)(xiang)液體(ti)(ti)一樣易于(yu)浸潤。超(chao)臨(lin)界(jie)(jie)發(fa)泡的(de)基本原理(li)是(shi)利用氣體在(zai)聚合(he)物中的(de)溶解度對壓(ya)力和溫度的(de)依賴關系,使經(jing)過超(chao)臨(lin)界(jie)(jie)流(liu)體過飽和后的(de)聚合(he)物混合(he)體系在(zai)冷卻過程中,進入熱(re)力學不穩定狀態,誘導(dao)氣核形成(cheng),進而(er)得到(dao)微孔結構;化學發(fa)泡是對(dui)(dui)加入高(gao)分子材(cai)(cai)料(liao)中的(de)化學發(fa)泡劑進行加熱使之分解釋放出氣體而發(fa)泡,是一項傳(chuan)統而成熟的(de)發(fa)泡工(gong)(gong)藝,對(dui)(dui)鞋(xie)材(cai)(cai)加工(gong)(gong)中目前(qian)仍廣泛應用在普通(tong)鞋(xie)中底(di)的(de)生產上。
? ? ? ?相(xiang)比傳統的化學發泡,超(chao)臨界(jie)發泡技術(shu)具(ju)有明顯(xian)的優勢,即可以(yi)同時(shi)達(da)到中底輕(qing)量(liang)和高彈性兩個目標。超(chao)臨界發泡能夠制(zhi)造出細小(xiao)而均勻的(de)氣泡,讓中底的(de)密度更低,從而減(jian)輕(qing)球鞋的(de)重量;超(chao)臨界(jie)發泡能夠(gou)將(jiang)氣泡均勻地分布在中(zhong)底材料中(zhong),所形成的(de)緩沖結構(gou)能夠(gou)有效吸收沖擊,提(ti)供更好的(de)能量回饋,減少關(guan)節和肌肉的(de)壓力(li),同時也(ye)可以提(ti)升抗壓縮能力(li),讓中(zhong)底更耐用;并且超臨界發(fa)泡不會像化學發(fa)泡產生(sheng)一些對環境或(huo)人體(ti)有害的氣體(ti),具有環保清潔的優點。但是(shi),超臨界工藝(yi)發泡(pao)對設(she)備和過程控制的要(yao)求遠(yuan)高于化學發泡(pao),因此生(sheng)產(chan)成本要(yao)更(geng)高。
? ? ? ?在鞋材市場上,目前超臨界發泡的原料(liao)主要有EVA、TPU、TPEE、PEBA等四(si)種。
? ? ? ?EVA,乙烯-醋酸乙烯酯(zhi) ,是應用(yong)早、成熟而廣(guang)泛(fan)的(de)的(de)發泡(pao)鞋材(cai)。其各項(xiang)性能都較為普(pu)通,耐久度指標較為落后,長時間(jian)穿著(zhu)后容易(yi)被“踩(cai)扁”,從而降(jiang)低回彈(dan)、緩震性能。
? ? ? ?TPU,熱塑性聚氨酯,回彈性能優秀,耐久性強,但自身重量較大,且在長時間受壓力形變之后會發熱。TPU分為芳香族和脂肪族,一般脂肪族性能上優于芳香族。抗黃變劑在TPU鞋材中應用比較常見,可以有效抵抗鞋材在使用過程的老化黃變現象。
? ? ? ?TPEE,熱塑性聚(ju)酯,可以視作TPU的(de)升級版(ban)本(ben),相較而(er)言(yan)在回彈(dan)、耐久等指(zhi)標(biao)上與TPU差異不大,在輕(qing)質化指(zhi)標(biao)上則有明顯提升。
? ? ? ?PEBA,聚(ju)醚(mi)嵌段酰胺,又被稱為尼龍彈性體,具有(you)優異的(de)回彈性能(neng)、輕質化性能(neng)和耐久(jiu)性能(neng),是頂級運動鞋的(de)中(zhong)底標配。PEBA成本(ben)較高,常見使用PEBA混(hun)合EVA、TPU等材料進(jin)行發泡(pao),以降低(di)成本(ben)。
? ? ? ?超臨(lin)界發(fa)泡(pao)在工藝上可(ke)分為板材、注塑、胚模和珠(zhu)粒發(fa)泡(pao)等。超(chao)臨界發泡一般以二氧化碳CO?或氮氣(qi)N?作(zuo)為物(wu)理發泡劑(ji),CO?和N?的化學性質穩定、價格低(di)、無毒無害,且臨界壓力及溫度(du)較容易達到(dao),對聚合物(wu)的溶解性、擴散能力較強(qiang)且易于控制。但兩者之間(jian)還是有差異的。以CO?作為發泡劑,CO?在聚合物中具有更(geng)高(gao)的(de)溶解度和更(geng)高(gao)的(de)擴散速率,添加填料(liao)可(ke)以控制孔結(jie)構(gou),適合大規模生(sheng)產;以N?作(zuo)為發泡劑,發泡體中的(de)氣(qi)(qi)泡孔徑更小,氣(qi)(qi)泡孔密度高(gao)且細致均勻(yun)。N?擴散較慢,形(xing)成(cheng)的(de)泡沫不容易塌(ta)陷,結(jie)構(gou)良好,較有利(li)于(yu)彈性材料的(de)發泡。
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