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运动鞋中底常见弹性体种类


中底是一双运动鞋的核心部件,如果将一双运动鞋比喻一辆车,则鞋面是车身,鞋底是轮胎,鞋中底就是悬挂系统,其重要性不言而喻。



对消费者来说,鞋中底可提供良好的稳定性、缓冲回弹性,从而很好地保护脚。对各大鞋品牌厂商来说,鞋中底是最能发挥科技效用且影响运动表现较大的部位,可直接影响其核心竞争力。


鞋中底材料都会用到弹性体,那么目前鞋中底常用的弹性体都有哪些?我们一起来看一下。

1

 TPU


TPU是热塑性聚氨酯弹性体的英文简称,是一种由二异氰酸酯、扩链剂、多元醇组成的嵌段共聚物。


其中多元醇组成的软段表现出柔性和韧性,而二异氰酸酯作为硬段,赋予材料硬度和刚性,并且硬段结晶后作为物理交联点,使TPU表现出高弹性。


因此TPU具有拉伸强度高、伸长率大,长期压缩永久变形率低等显著优点,而发泡后的TPU即ETPU,会有良好的回弹性,一般泡沫落球回弹值可达到60%。


鞋材应用最为典型的例子便是阿迪达斯的Boost科技——全片式地采用了巴斯夫的ETPU,又俗称爆米花,可给人带来传说中的“踩屎感”穿着体验。



但因为一方面阿迪达斯品牌效应太重,会有抄袭嫌疑,另一方面ETPU加工设计难度大,限制了设计自由度,造成款式较单一,所以别的鞋品牌对ETPU中底热情度不是很高。


总的来说,TPU作为常用鞋材弹性体,其爆发式增长一方面是因为阿迪Boost系列的巨大产量以及颠覆性影响,另一方面其优异性能仍吸引着众多鞋材上下游厂家去进行研究。


比如传统物理发泡的ETPU会存在硬度较低的缺陷,通过控制发泡条件、复配不同硬度的TPU、引入密度低、弹性佳的其他弹性体等方案,可获得硬度提高的超轻高回弹ETPU鞋中底,与超轻高回弹EVA制品相比,还具有较高的回弹率、较低的压缩永久形变以及较佳的拉伸强度等特点。


2

EVA


EVA是乙烯、醋酸乙烯组成的无规共聚物,其中醋酸乙烯(VA)作为EVA分子链中的柔性链段,质量含量在 26%-40%之间,乙烯作为结晶链段,整体表现出一定的柔软度和高弹性。


当初EVA材料的出现也是颠覆了人们对鞋中底材料的认知,纯EVA发泡的回弹性一般在40-45%,远比PVC、橡胶等材料回弹性好,并且其还具有材质轻、易加工等特点,从而在鞋中底得到大量的应用。



然而以EVA为基础的发泡材料产品耐老化性能、耐屈挠性能、弹性和耐磨性较差,且EVA发泡材料的填充能力有限。


另外,ETPU的出现也使得人们对EVA材料提出了更高的要求,例如更低的硬度、更高的回弹、低压缩形变等等,因此EVA橡塑并用就成为了目前各厂家的研究热门。


EVA橡塑并用,会加入EPDM、POE、OBCs、TPE如SEBS充油等弹性体共混使用,利用EPDM橡胶性、POE高弹性、OBCs柔软结晶性、TPE柔软性等以达到共混改性目的,从而提升EVA发泡性能,回弹性一般可提高到50-55%,甚至更高。

3

 EPDM


EPDM是三元乙丙橡胶的英文名,是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物,其主链是由化学稳定的饱和烃组成,只在侧链中含有不饱和双键,故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异。


而它在鞋中底的应用主要是EVA橡塑并用,因为其含有乙烯组分,所以与EVA相容性较好,它可在一定程度上改善EVA的结晶度,从而提升EVA发泡的回弹性,并带来耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能,其用量一般在15-25phr。



4

 SEBS


SBS为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物,SEBS是SBS经饱和加氢的产品,它们均属于苯乙烯类热塑性弹性体。


SBS防滑性、耐低温性、绝缘性、加工性能都良好、拉伸强度大,加氢后,SEBS的紫外线稳定性、抗氧化性、热稳定性都比较强,抗冲强度也大幅度提高。


目前在鞋中底上也是主要用于EVA橡塑并用,可带来良好的柔软性,让EVA更富有橡胶触感,且更轻,其用量一般在15-35phr。另外SEBS的吸油性非常好以及充填性不错,可成为降成本的手段之一。


图 SEBS鞋材


5

 POE


POE是乙烯、辛烯无规共聚的热塑性弹性体,属于聚烯烃弹性体的一类,是陶氏化学以茂金属为催化剂合成的具有窄相对分子质量分布和均匀短支链分布的弹性体材料,牌号是ENGAGE。


这种弹性体从2000年开始被应用于鞋材行业,目前在鞋中底的应用也主要是EVA橡塑并用,它比EVA更轻质,可带来良好的拉伸强度,更好的触感,本身的耐寒性、耐老化性、耐臭氧性、耐化学品性能都较优,用量一般在20phr左右。


图 POE鞋材


图 POE鞋材


6

 OBCs


OBCs是基于陶氏专利Chain Shuttling System 技术合成的半结晶热塑性聚烯烃弹性体,牌号为Infuse。


它是一种烯烃嵌段共聚物,具有质量轻、回弹性好、质地柔软等特性,纯OBCs材料的回弹性可达到65%以上。


OBCs与EVA、POE相容性很好,基本每一个EVA橡塑配方里面都会有这三个组合,OBCs质量份一般在10-20phr,用于提高整体鞋中底发泡材料的性能。


OBCs除了在EVA橡塑并用中充当改性剂的作用,还可作为鞋中底的主要成分,含量可高达80phr,比如UA(安德玛)的HOVR中底科技便是以OBCs为主,相比起传统 EVA 发泡材质,其在承受冲击后能给予更多回馈能量,同时在动态压缩测试下 HOVR 受力形变后回复程度也更好。



7

 尼龙弹性体


尼龙弹性体是这两年高端鞋材的热门,因为价格比较贵,所以虽然热门,但市场用量其实并不算特别高。


尼龙弹性体是聚酰胺系热塑性弹性体的俗称,英文名是Thermoplastic polyamide-based elastomer,缩写为TPAE,是指由刚性聚酰胺硬段和柔性聚醚或聚酯嵌软段组成的热塑性半结晶型共聚物。


图 TPU与TPAE软硬段组成区别


对于尼龙弹性体材料来说,聚醚软段赋予了它优异的柔韧和高回弹性能,聚酰胺硬段赋予了它足够的刚度,并且具有出色的低温抗冲击性能。


从这两年运动品牌的相关鞋款来看,尼龙弹性体可以采用类似ETPU的方式做鞋中底,就是通过珠粒发泡再成型,也可以片材发泡后裁切成中底,还可以作为复配成分与EVA共混。


图 Nike Zoom Vaporfly Elite 跑鞋


以上就是鞋中底常用弹性体种类,仅供参考,如您有不同意见或有所补充,欢迎进群一起交流探讨!


END


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