一、 什么是發(fā)泡材料及發(fā)泡材料的分類(lèi)。
發(fā)泡材料，也稱發(fā)泡劑，是指能在物質(zhì)內(nèi)部氣化產(chǎn)生氣泡使之成為多孔物質(zhì)的發(fā)泡的物質(zhì)，如制造泡沫塑料、泡沫橡膠、泡沫樹(shù)脂、發(fā)泡食品(饅頭、包子、面包、蛋糕)等,發(fā)泡材料可分為化學(xué)發(fā)泡材料、物理發(fā)材料和表面活性劑三大類(lèi)。
發(fā)泡材料分為：物理發(fā)泡材料，化學(xué)發(fā)泡材料，表面活性劑發(fā)泡材料。
泡鞋底的主體材料：一般有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、乙烯一醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯一丁二烯一乙烯共聚物(SBS)、聚氨酯(PU)等。
二、當(dāng)今市場(chǎng)上主要的發(fā)泡鞋底材料。
目前，市場(chǎng)上主要的發(fā)泡鞋底材料有：PVC類(lèi)發(fā)泡鞋底，PE類(lèi)發(fā)泡鞋底，EVA類(lèi)發(fā)泡鞋底， SBS類(lèi)發(fā)泡鞋底，PU類(lèi)發(fā)泡鞋底。
PVA類(lèi)發(fā)泡鞋底的特點(diǎn)：聚氯乙烯鞋底具有耐磨、耐化學(xué)腐蝕、價(jià)格低廉、著色鮮艷等特點(diǎn)，但其低溫?fù)锨?、防滑性和穿著舒適性皆欠佳。
PE類(lèi)發(fā)泡鞋底的特點(diǎn)：聚乙烯發(fā)泡材料強(qiáng)韌、耐撓曲、耐磨耗，具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和和隔熱性，大量用于制作旅游鞋和沙灘拖鞋。不過(guò)，聚乙烯鞋底也存在著彈性差、防滑性能差、長(zhǎng)時(shí)間穿著后易變形等缺點(diǎn)。
SBS類(lèi)發(fā)泡鞋底的特點(diǎn)：SBS配合其它高聚物改性，添加軟化油、填料、加工助劑等，經(jīng)加工制得TPR(熱塑性彈性體)鞋底材料。TPR鞋底材料具有防滑、耐低溫、彎曲性強(qiáng)、透氣性好、密度小、粘接強(qiáng)度高、廢料可回收等優(yōu)點(diǎn)。
EVA類(lèi)發(fā)泡鞋底的特點(diǎn)：EVA是一類(lèi)具有橡膠彈性的熱塑性塑料，在EVA分子中由于有醋酸乙烯(VA)的存在，使分子鏈有較大的柔順性，宏觀上表現(xiàn)為很高的彈性。因其隔熱、防震，回彈性優(yōu)良，壓縮變形小，耐候性好而大量用于制鞋業(yè)。但EVA發(fā)泡材料的機(jī)械強(qiáng)度、抗撕裂性及抗剝離性不夠好，在一定程度上限制了它的使用。
PU類(lèi)發(fā)泡鞋底的特點(diǎn)：與普通塑料、橡膠鞋底料比較，聚氨酯鞋底具有密度小、耐磨耗、彈性好、強(qiáng)度高、耐撓曲性好、穿著舒適等優(yōu)點(diǎn)。此外，根據(jù)需要調(diào)整配方，可使其具有防酸堿、耐油、防老化、抗水解、防靜電、絕緣等性能?？蓾M足便鞋、運(yùn)動(dòng)鞋、勞保鞋、軍用鞋、時(shí)裝鞋及童靴鞋等不同需要。但聚氨酯發(fā)泡工藝條件苛刻，不易控制，目前國(guó)內(nèi)制鞋業(yè)生產(chǎn)聚氨酯發(fā)泡鞋底的原料和設(shè)備幾乎都要依靠進(jìn)口。鞋底用聚氨酯原液分為聚醚型和聚酯型兩類(lèi)。
三、EVA類(lèi)發(fā)泡鞋底的介紹
目前，發(fā)泡制品是我國(guó)EVA的主要應(yīng)用領(lǐng)域。由于EVA共混發(fā)泡制品具有柔軟、彈性好、減震、耐化學(xué)藥品等性能，因此廣泛用于中、旅游鞋、登山鞋、拖鞋 涼鞋的鞋底和內(nèi)飾材料。EVA發(fā)泡材料的機(jī)械強(qiáng)度、抗撕裂性及抗剝離性不夠好，強(qiáng)韌、撓性好、耐腐的PE作為E—VA發(fā)泡材料的改性劑，可獲得綜合性能較好的鞋用材料；乙丙橡膠與EVA有良好的相容性，可起到顯著的增彈增韌和抗老化作用，而且它白度高，可使制品色澤鮮艷，是EVA理想的改性材料。此外，在EVA中加入NBR和天然膠：NBR可提高產(chǎn)品的韌性和耐油性；天然膠可改善基材的防濕滑性和共混體系的加工性能，提高基材的強(qiáng)度和柔軟性。EVA／NBR／天然膠三元共混體系經(jīng)模壓發(fā)泡一次成型的發(fā)泡鞋底具有質(zhì)輕、彈性大、尺寸穩(wěn)定性好、耐油、耐撓曲等特點(diǎn)；EVA是高聚物中的弱極性材料，與具有強(qiáng)極性的氯丁橡膠膠粘劑和聚氨酯膠粘劑之間沒(méi)有較好的親合力，給EVA底的粘合帶來(lái)困難，采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)接枝改性SBS，合成了EVA表面處理劑：采用該表面處理劑后的初粘強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度明顯增加，有效的解決了EVA底的粘合問(wèn)題。
1、EVA類(lèi)發(fā)泡鞋底配方介紹：（一例）
EVA:MFR為3 g/10min,臺(tái)灣TAISOXI公司;LDPE: 1I2A,北京燕山石化公司;偶氮二甲酰胺(AC)、過(guò)氧化二異丙(DCP)、發(fā)泡促進(jìn)劑:分析純;EPDM:中國(guó)吉林石化;粉末NBR:中國(guó)石油蘭州石化公司石化研究院;超細(xì)CaCO3:內(nèi)蒙古蒙西公司。
2、改性E /VAC發(fā)泡材料改性。
(乙烯/乙烯酯)共聚物(E /VAC)的發(fā)泡材料是以E /VAC樹(shù)脂為基體而內(nèi)部具有微孔的泡沫塑料。氣相的存在使得E /VAC發(fā)泡材料具有密度低、比強(qiáng)度高、能吸收載荷、隔熱、隔音等優(yōu)點(diǎn),以及良好的耐老化、耐化學(xué)腐蝕性能,因而被廣泛用于座墊、發(fā)泡地板、救生材料和鞋材,近幾年來(lái)得到很大的發(fā)展。但它的撕裂強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度不夠好,限制了其應(yīng)用。比如一些的運(yùn)動(dòng)鞋材對(duì)這些性能的要求十分嚴(yán)格。因此,常常需要將E /VAC與樹(shù)脂、橡膠共混進(jìn)行發(fā)泡,以改進(jìn)發(fā)泡材料的力學(xué)強(qiáng)度。
用過(guò)氧化二異丙(DCP)引發(fā)共混體系交聯(lián),而發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺(AC)在交聯(lián)的同時(shí)進(jìn)行分解,分解產(chǎn)生的氣體均勻地填充在其中, 形成均勻的密閉式氣孔結(jié)構(gòu)。終制成密度小、質(zhì)量輕、性能好的E /VAC交聯(lián)發(fā)泡材料。
2.1 主要原料
E /VAC: 2288,美國(guó)杜邦公司; 改性劑A:美國(guó)Dow化學(xué)公司;相容劑B:法國(guó)Alfa公司;
DCP:上海富蔗化工有限公司; AC:分解溫度200℃,發(fā)氣量240 mL /g,上海杰余工貿(mào)有限公司;ZnO、TiO2 :上海元吉化工公司。
2. 2 主要設(shè)備及儀器
雙螺桿擠出機(jī): TSE - 35型,南京瑞亞高聚物裝備有限公司;
注塑機(jī): HTB IIOX/1 型,寧波海天塑料機(jī)械有限公司;
雙輥煉塑機(jī): S(X) K - 160A型,上海橡膠機(jī)械廠;
平板硫化機(jī): XLB - D 型,上海橡膠機(jī)械廠;
掃描電子顯微鏡( SEM) : S - 2150型,日本Hi2tachi公司;
電子拉力機(jī): Instron4465型,美國(guó)Instron公司。
2. 3試樣制備
將E /VAC、改性劑A、相容劑B、TiO2、ZnO按配方量加入高速攪拌機(jī)中混合均勻,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在180℃擠出造粒。基體粒料經(jīng)注射成型制成試樣進(jìn)行性能測(cè)試。
2.4改性后的性能
(1)改性劑A可以提高E /VAC的力學(xué)性能,但基體的力學(xué)性能會(huì)隨著相容劑B 用量的增加而降低。在發(fā)泡劑與交聯(lián)劑配比一樣的情況下,改性劑A用量多的共混物基體得到的發(fā)泡材料的密度較低。可見(jiàn)改性劑A的加入會(huì)使共混物基體更加容易發(fā)泡。
(2)通過(guò)對(duì)不同基體得到的相近密度的發(fā)泡材料的研究表明,基體的性能與發(fā)泡材料的某些性能具有一致性。在合適的配比下,改性劑A的加入會(huì)提高發(fā)泡材料的剝離強(qiáng)度,在某些配比下可以降低發(fā)泡材料的硬度。
(3)通過(guò)考察不同用量的交聯(lián)劑DCP及發(fā)泡劑AC對(duì)發(fā)泡材料性能的影響,發(fā)現(xiàn)DCP用量的增加會(huì)使發(fā)泡材料的密度變大,并伴隨著發(fā)泡材料的硬度和剝離強(qiáng)度的提高;彈性則隨著DCP用量的增加而先增大后減小。AC用量的增加使發(fā)泡材料的密度減小,并伴隨著發(fā)泡材料的硬度和剝離強(qiáng)度的減小;彈性則隨著AC用量的增加而增大。
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