一、 什么是发泡材料及发泡材料的分类。
发泡材料，也称发泡剂，是指能在物质内部气化产生气泡使之成为多孔物质的发泡的物质，如制造泡沫塑料、泡沫橡胶、泡沫树脂、发泡食品(馒头、包子、面包、蛋糕)等,发泡材料可分为化学发泡材料、物理发材料和表面活性剂三大类。
发泡材料分为：物理发泡材料，化学发泡材料，表面活性剂发泡材料。
泡鞋底的主体材料：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、当今市场上主要的发泡鞋底材料。
目前，市场上主要的发泡鞋底材料有：PVC类发泡鞋底，PE类发泡鞋底，EVA类发泡鞋底， SBS类发泡鞋底，PU类发泡鞋底。
PVA类发泡鞋底的特点：聚氯乙烯鞋底具有耐磨、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类发泡鞋底的特点：聚乙烯发泡材料强韧、耐挠曲、耐磨耗，具有优异的耐化学性和和隔热性，大量用于制作旅游鞋和沙滩拖鞋。不过，聚乙烯鞋底也存在着弹性差、防滑性能差、长时间穿着后易变形等缺点。
SBS类发泡鞋底的特点：SBS配合其它高聚物改性，添加软化油、填料、加工助剂等，经加工制得TPR(热塑性弹性体)鞋底材料。TPR鞋底材料具有防滑、耐低温、弯曲性强、透气性好、密度小、粘接强度高、废料可回收等优点。
EVA类发泡鞋底的特点：EVA是一类具有橡胶弹性的热塑性塑料，在EVA分子中由于有醋酸乙烯(VA)的存在，使分子链有较大的柔顺性，宏观上表现为很高的弹性。因其隔热、防震，回弹性优良，压缩变形小，耐候性好而大量用于制鞋业。但EVA发泡材料的机械强度、抗撕裂性及抗剥离性不够好，在一定程度上限制了它的使用。
PU类发泡鞋底的特点：与普通塑料、橡胶鞋底料比较，聚氨酯鞋底具有密度小、耐磨耗、弹性好、强度高、耐挠曲性好、穿着舒适等优点。此外，根据需要调整配方，可使其具有防酸碱、耐油、防老化、抗水解、防静电、绝缘等性能。可满足便鞋、运动鞋、劳保鞋、军用鞋、时装鞋及童靴鞋等不同需要。但聚氨酯发泡工艺条件苛刻，不易控制，目前国内制鞋业生产聚氨酯发泡鞋底的原料和设备几乎都要依靠进口。鞋底用聚氨酯原液分为聚醚型和聚酯型两类。
三、EVA类发泡鞋底的介绍
目前，发泡制品是我国EVA的主要应用领域。由于EVA共混发泡制品具有柔软、弹性好、减震、耐化学药品等性能，因此广泛用于中、旅游鞋、登山鞋、拖鞋 凉鞋的鞋底和内饰材料。EVA发泡材料的机械强度、抗撕裂性及抗剥离性不够好，强韧、挠性好、耐腐的PE作为E—VA发泡材料的改性剂，可获得综合性能较好的鞋用材料；乙丙橡胶与EVA有良好的相容性，可起到显著的增弹增韧和抗老化作用，而且它白度高，可使制品色泽鲜艳，是EVA理想的改性材料。此外，在EVA中加入NBR和天然胶：NBR可提高产品的韧性和耐油性；天然胶可改善基材的防湿滑性和共混体系的加工性能，提高基材的强度和柔软性。EVA／NBR／天然胶三元共混体系经模压发泡一次成型的发泡鞋底具有质轻、弹性大、尺寸稳定性好、耐油、耐挠曲等特点；EVA是高聚物中的弱极性材料，与具有强极性的氯丁橡胶胶粘剂和聚氨酯胶粘剂之间没有较好的亲合力，给EVA底的粘合带来困难，采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)接枝改性SBS，合成了EVA表面处理剂：采用该表面处理剂后的初粘强度和剥离强度明显增加，有效的解决了EVA底的粘合问题。
1、EVA类发泡鞋底配方介绍：（一例）
EVA:MFR为3 g/10min,台湾TAISOXI公司;LDPE: 1I2A,北京燕山石化公司;偶氮二甲酰胺(AC)、过氧化二异丙(DCP)、发泡促进剂:分析纯;EPDM:中国吉林石化;粉末NBR:中国石油兰州石化公司石化研究院;超细CaCO3:内蒙古蒙西公司。
2、改性E /VAC发泡材料改性。
(乙烯/乙烯酯)共聚物(E /VAC)的发泡材料是以E /VAC树脂为基体而内部具有微孔的泡沫塑料。气相的存在使得E /VAC发泡材料具有密度低、比强度高、能吸收载荷、隔热、隔音等优点,以及良好的耐老化、耐化学腐蚀性能,因而被广泛用于座垫、发泡地板、救生材料和鞋材,近几年来得到很大的发展。但它的撕裂强度和剥离强度不够好,限制了其应用。比如一些的运动鞋材对这些性能的要求十分严格。因此,常常需要将E /VAC与树脂、橡胶共混进行发泡,以改进发泡材料的力学强度。
用过氧化二异丙(DCP)引发共混体系交联,而发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)在交联的同时进行分解,分解产生的气体均匀地填充在其中, 形成均匀的密闭式气孔结构。终制成密度小、质量轻、性能好的E /VAC交联发泡材料。
2.1 主要原料
E /VAC: 2288,美国杜邦公司; 改性剂A:美国Dow化学公司;相容剂B:法国Alfa公司;
DCP:上海富蔗化工有限公司; AC:分解温度200℃,发气量240 mL /g,上海杰余工贸有限公司;ZnO、TiO2 :上海元吉化工公司。
2. 2 主要设备及仪器
双螺杆挤出机: TSE - 35型,南京瑞亚高聚物装备有限公司;
注塑机: HTB IIOX/1 型,宁波海天塑料机械有限公司;
双辊炼塑机: S(X) K - 160A型,上海橡胶机械厂;
平板硫化机: XLB - D 型,上海橡胶机械厂;
扫描电子显微镜( SEM) : S - 2150型,日本Hi2tachi公司;
电子拉力机: Instron4465型,美国Instron公司。
2. 3试样制备
将E /VAC、改性剂A、相容剂B、TiO2、ZnO按配方量加入高速搅拌机中混合均匀,经双螺杆挤出机在180℃挤出造粒。基体粒料经注射成型制成试样进行性能测试。
2.4改性后的性能
(1)改性剂A可以提高E /VAC的力学性能,但基体的力学性能会随着相容剂B 用量的增加而降低。在发泡剂与交联剂配比一样的情况下,改性剂A用量多的共混物基体得到的发泡材料的密度较低。可见改性剂A的加入会使共混物基体更加容易发泡。
(2)通过对不同基体得到的相近密度的发泡材料的研究表明,基体的性能与发泡材料的某些性能具有一致性。在合适的配比下,改性剂A的加入会提高发泡材料的剥离强度,在某些配比下可以降低发泡材料的硬度。
(3)通过考察不同用量的交联剂DCP及发泡剂AC对发泡材料性能的影响,发现DCP用量的增加会使发泡材料的密度变大,并伴随着发泡材料的硬度和剥离强度的提高;弹性则随着DCP用量的增加而先增大后减小。AC用量的增加使发泡材料的密度减小,并伴随着发泡材料的硬度和剥离强度的减小;弹性则随着AC用量的增加而增大。
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