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新聞資訊
鞋材中底常用彈性體及發展趨勢
中底是一雙運動鞋的核心部件,如果將一雙運動鞋比喻一輛車,則鞋麵是車身,鞋底是輪胎,鞋中底就是懸掛係統,其重要性不言而喻。
對消費者來說,鞋中底可提供良好的穩定性、緩衝回彈性,從而很好地保護腳。對各大鞋品牌廠商來說,鞋中底是最能發揮科技效用且影響運動表現較大的部位,可直接影響其核心競爭力。
鞋中底材料都會用到彈性體,那麽目前鞋中底常用的彈性體都有哪些?鞋中底的發展趨勢又是什麽呢?草莓视频在哪里下载一起來看一下。
一、2019鞋中底常用彈性體分類
1. TPU
TPU是熱塑性聚氨酯彈性體的英文簡稱,是一種由二異氰酸酯、擴鏈劑、多元醇組成的嵌段共聚物。
其中多元醇組成的軟段表現出柔性和韌性,而二異氰酸酯作為硬段,賦予材料硬度和剛性,並且硬段結晶後作為物理交聯點,使TPU表現出高彈性。
因此TPU具有拉伸強度高、伸長率大,長期壓縮永久變形率低等顯著優點,而發泡後的TPU即ETPU,會有良好的回彈性,一般泡沫落球回彈值可達到60%。
鞋材應用最為典型的例子便是阿迪達斯的Boost科技——全片式地采用了巴斯夫的ETPU,又俗稱爆米花,可給人帶來傳說中的“踩屎感”穿著體驗。
但因為一方麵阿迪達斯品牌效應太重,會有抄襲嫌疑,另一方麵ETPU加工設計難度大,限製了設計自由度,造成款式較單一,所以別的鞋品牌對ETPU中底熱情度不是很高。
總的來說,TPU作為常用鞋材彈性體,其爆發式增長一方麵是因為阿迪Boost係列的巨大產量以及顛覆性影響,另一方麵其優異性能仍吸引著眾多鞋材上下遊廠家去進行研究。
比如傳統物理發泡的ETPU會存在硬度較低的缺陷,通過控製發泡條件、複配不同硬度的TPU、引入密度低、彈性佳的其他彈性體等方案,可獲得硬度提高的超輕高回彈ETPU鞋中底,與超輕高回彈EVA製品相比,還具有較高的回彈率、較低的壓縮永久形變以及較佳的拉伸強度等特點。
2. EVA
EVA是乙烯、醋酸乙烯組成的無規共聚物,其中醋酸乙烯(VA)作為EVA分子鏈中的柔性鏈段,質量含量在 26%-40%之間,乙烯作為結晶鏈段,整體表現出一定的柔軟度和高彈性。
當初EVA材料的出現也是顛覆了人們對鞋中底材料的認知,純EVA發泡的回彈性一般在40-45%,遠比PVC、橡膠等材料回彈性好,並且其還具有材質輕、易加工等特點,從而在鞋中底得到大量的應用。
然而以EVA為基礎的發泡材料產品耐老化性能、耐屈撓性能、彈性和耐磨性較差,且EVA發泡材料的填充能力有限。
另外,ETPU的出現也使得人們對EVA材料提出了更高的要求,例如更低的硬度、更高的回彈、低壓縮形變等等,因此EVA橡塑並用就成為了目前各廠家的研究熱門。
EVA橡塑並用,會加入EPDM、POE、OBCs、TPE如SEBS充油等彈性體共混使用,利用EPDM橡膠性、POE高彈性、OBCs柔軟結晶性、TPE柔軟性等以達到共混改性目的,從而提升EVA發泡性能,回彈性一般可提高到50-55%,甚至更高。
3. EPDM
EPDM是三元乙丙橡膠的英文名,是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物,其主鏈是由化學穩定的飽和烴組成,隻在側鏈中含有不飽和雙鍵,故其耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優異。
而它在鞋中底的應用主要是EVA橡塑並用,因為其含有乙烯組分,所以與EVA相容性較好,它可在一定程度上改善EVA的結晶度,從而提升EVA發泡的回彈性,並帶來耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能,其用量一般在15-25phr。
4. SEBS
SBS為苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物,SEBS是SBS經飽和加氫的產品,它們均屬於苯乙烯類熱塑性彈性體。
SBS防滑性、耐低溫性、絕緣性、加工性能都良好、拉伸強度大,加氫後,SEBS的紫外線穩定性、抗氧化性、熱穩定性都比較強,抗衝強度也大幅度提高。
目前在鞋中底上也是主要用於EVA橡塑並用,可帶來良好的柔軟性,讓EVA更富有橡膠觸感,且更輕,其用量一般在15-35phr。另外SEBS的吸油性非常好以及充填性不錯,可成為降成本的手段之一。
5. POE
POE是乙烯、辛烯無規共聚的熱塑性彈性體,屬於聚烯烴彈性體的一類,是陶氏化學以茂金屬為催化劑合成的具有窄相對分子質量分布和均勻短支鏈分布的彈性體材料,牌號是ENGAGE。
這種彈性體從2000年開始被應用於鞋材行業,目前在鞋中底的應用也主要是EVA橡塑並用,它比EVA更輕質,可帶來良好的拉伸強度,更好的觸感,本身的耐寒性、耐老化性、耐臭氧性、耐化學品性能都較優,用量一般在20phr左右。
6. OBCs
OBCs是基於陶氏專利Chain Shuttling System 技術合成的半結晶熱塑性聚烯烴彈性體,牌號為Infuse。
它是一種烯烴嵌段共聚物,具有質量輕、回彈性好、質地柔軟等特性,純OBCs材料的回彈性可達到65%以上。
OBCs與EVA、POE相容性很好,基本每一個EVA橡塑配方裏麵都會有這三個組合,OBCs質量份一般在10-20phr,用於提高整體鞋中底發泡材料的性能。
OBCs除了在EVA橡塑並用中充當改性劑的作用,還可作為鞋中底的主要成分,含量可高達80phr,比如UA(安德瑪)的HOVR中底科技便是以OBCs為主,相比起傳統 EVA 發泡材質,其在承受衝擊後能給予更多回饋能量,同時在動態壓縮測試下 HOVR 受力形變後回複程度也更好。
7. 其他
除了以上幾種彈性體,近期在鞋材中出現頻率較高的還有尼龍彈性體、丙烯基彈性體等,特別是尼龍彈性體,其作為全片式鞋中底的有耐克ZoomX科技,美津濃、彪馬、李寧等都有將其應用到鞋中底上。
但尼龍彈性體由於技術門檻高,目前絕大多數產能仍在國外廠家手裏,如阿科瑪、贏創、日本宇部興產等,也限製了它主要應用於專業跑鞋等高端鞋品。
丙烯基彈性體目前主要有三個牌號,分別是陶氏的versify、埃克森美孚的vistamaxx和三井的tafmer,其添加在鞋材中會賦予鞋材良好的止滑性能和膚觸感,適合做居家拖鞋等。另外在保證一定的添加量前提下,作為鞋中底材料,也是可以滿足各項性能要求的。
二、2019鞋中底發展趨勢
不管是ETPU還是EVA橡塑並用,它們主要都是奔著三個目標去的:更輕、更高回彈、更低壓縮形變,都是追尋一個更好的性能平衡點,就比如密度低了是有利於輕質,但不利於回彈性、硬度等力學性能,怎麽使得更輕的同時還有良好的力學性能,是一個非常值得思考的問題。
1. 更輕
有研究表明,跑步過程中,膝蓋所受到的衝擊力大約是體重的3到5倍,而鞋子的重量每增加1克,人每跑 100米就會多消耗8%的體能,鞋子每減輕1克重量,就相當於減輕560克的重力負擔。
而一雙鞋子的重量主要取決於鞋中底的重量。目前一般鞋中底的發泡密度在0.2-0.3g/cm3,如果可以進一步降低這個密度,鞋中底的重量就可以進一步減輕。
除了從材料上進行變革,通過不同彈性體的複配也是一個不錯的減重途徑,而且成本也較新材料低。
比如特步的一份尼龍發泡鞋材專利通過加入尼龍共混物,使得整個鞋材能夠進行更大倍率的發泡,從而能夠減輕鞋材的比重,其相比傳統的EVA發泡體係,比重能夠降低至50%,拉伸強度可提升15%左右,另外POE的加入保證了鞋材的彈性。
2. 更高回彈
回彈性對於運動鞋來說是非常重要的一項力學性能,特別是籃球鞋,其良好的回彈性可助力籃球運動員有更出色的表現。
目前典型的鞋中底回彈性一般在55%-60%之間,通過改善混合物的結晶度,可有效提高最終發泡材料的回彈性,比如安踏的一份高反彈材料專利通過引入適當配方量的異戊橡膠、三元乙丙橡膠等橡膠組分,經過一次發泡成型工 藝,能獲得反彈能力在70%以上的發泡材料,且各項力學性能良好。
3. 更低壓縮形變
壓縮形變是鞋中底疲勞性的體現,比如早期的EVA鞋中底,普遍存在一個穿久了會從軟變硬、發生較大永久形變的現象,非常影響消費者穿著體驗。
早期EVA鞋中底的壓縮形變量一般在35-40%,而通過彈性體複配,目前EVA橡塑並用鞋中底的典型壓縮形變量<35%。
綜上,2019鞋中底的發展趨勢主要是更輕、更高回彈、更低壓縮形變。
以上就是2019鞋中底常用彈性體分類和發展趨勢分析結論,僅供參考,如您有不同意見或有所補充,歡迎進群一起交流探討!
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