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TPU發泡材料是由無數個彈性十足、重量很輕的TPU發泡小球集結在一起的一種新型高分子材料,這種顆粒材料在發泡后,體積膨脹5-8倍,泡孔直徑不過30微米到300微米左右,大小和形狀跟爆米花一樣,每立方厘米0.15-0.25克的密度讓人幾乎感覺不到其重量,所以,被業界形象的稱之為“爆米花”,它克服了TPU原料重量大、硬度高、減震性能差的缺點,同時重量更輕,透氣性更強,環保、耐磨、高彈、耐黃變,是運動鞋的鞋墊材料。
眾所周知,熱塑性聚氨酯材料(TPU)因具有高耐磨,高彈性,抗疲勞,耐化學性等諸多優點,因此在很多行業,應用廣泛,其中鞋底市場尤為可觀。但TPU鞋底也有一些缺點,比如重量大,硬度高,減震性能差等方面,因此如何改善TPU鞋底的缺點,讓TPU鞋底集眾多優點與一身,就成了當前TPU鞋底行業的一個主要研究課題。
TPU發泡材料在模外發泡時,架橋度與膠體熔融粘度呈線性關系,若發泡比加硫(架橋)早太多,制品表面會因有氣體排出而易產生連續氣泡甚至造成發泡制品破裂。若加硫比發泡太早發生,則會因膠體架橋粘度上升,使發泡不易進行,呈現發泡不足的狀況。故對TPU發泡而言,發泡速率與架橋速率的搭配極為重要,建議最好能呈現先架橋后發泡的狀態,但架橋與發泡時間不可差距過大,如此所得的發泡成品性能最佳。
一般橡塑料的發泡成型法大致可分為:
·機械發泡法:機械發泡法是借助于機臺的強烈攪拌,使氣體均勻地混入橡塑料熔體中形成氣泡,此過程產生的氣泡容易消失,因此采用機械發泡時需加氣泡穩定劑。
·物理發泡法:借助于發泡劑在樹脂中物理狀態的改變,形成大量的氣泡。一般物理發泡劑可分為:惰性氣體系、低沸點液體系等,目前一般使用較多的是低沸點液體系物理發泡劑。
·化學發泡法:化學發泡劑受熱發生化學變化,從而分解并產生氣體,促使橡塑料聚合物發泡。代表性的化學發泡劑有偶氮化合物(ADCA、AZDN)、亞硝基化合物(Nitriso)、無機系化合物(碳酸氫鈉、碳酸鈉)與聯胺類(OBSH、TSH、BSH)等,發泡劑可單獨或搭配使用,頂創科技股份有限公司。
選用化學發泡劑時,應注意其適用于非結晶聚合物,發泡劑的分解溫度應比聚合物的流動溫度高出10℃左右。如果分解溫度高出聚合物太多,則可用活化劑(氧化鋅、尿素等)來降低發泡劑之分解溫度。對結晶型聚合物,發泡劑的分解溫度應比交聯劑的活化溫度高出10℃左右。分解溫度和發氣量是選用化學發泡劑的主要依據。
傳統發泡加工的方式多為模壓成型(平板發泡),由于過程較為煩瑣,現階段已發展為注射發泡成型。雖然注射發泡成型技術層次較高,但從經濟效益(約可節省45%的效率)、模具設計等角度來考量,將大幅降低制造成本、產品設計更多樣及功能化,因此在業界已大量取代傳統模壓發泡成型技術。除此之外,TPU發泡材料與各種橡膠、塑料兼容性極高,可依配方基材的不同,調配出不同特性及功能的產品,這也是現有發泡材料所欠缺的主要優勢之一。TPU發泡材料具有超輕,高彈等優良特性,該顆粒像爆米花一樣膨脹原來體積的5-8倍,顆粒內部含有大量微孔結構,泡孔內部包裹著大量的空氣,泡孔直徑從30微米到300微米不等。這些密閉氣泡能夠賦予發泡顆粒以優異的超低密度、較高的回彈性和柔韌性。利用蒸汽模壓工藝將2000顆左右的發泡顆粒加工成所需形狀的制品,在這個過程中發泡顆粒最外層輕微熔化并粘連成穩定形狀,同時內部氣孔結構不受影響。當制品為鞋底時,鞋底受到壓力后,可壓縮到一半大小,大大減輕腳底所承受的震動力,壓縮力消失后,鞋底可迅速回彈恢復到原來的形狀