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TPU在鞋大底的应用机遇与挑战

TPU在运动鞋中底的应用一直备受青睐,但在鞋大底方面应用就相对较少,所以,本篇就要来简单聊一聊,这看似不起眼,实则有巨大市场潜力,并且极需技术推动的TPU鞋大底。


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运动鞋构造分解图,源自LINE

鞋大底,又叫鞋外底,是运动鞋跟地面直接接触的一个部件,因此鞋大底材料需要具备耐磨、止滑、抗腐蚀等性能要求。


一、常见的鞋大底材料



常见的鞋底材料有橡胶、聚氨酯(PU)、PVC、皮革等等,其中橡胶不仅止滑效果佳,而且具备不错的耐磨性,可根据需求灵活调整性能,是应用最广泛的鞋大底材料,它的主要缺点是太重,制备工艺繁复,以及废弃后重新利用的难度非常大。

橡胶包含天然橡胶、合成橡胶,橡胶种类不同,性能也有所差异,比如:


  • 天然橡胶NR综合性能最好,但耐老化性能差;
  • 丁苯橡胶SBR综合性能与天然橡胶相当,而磨耗及热老化性能则优于天然橡胶;
  • 顺丁橡胶BR加工性能好,具有优异的耐磨性和弹性,生热少、耐低温性能好,耐曲挠性也不错;
  • 丁腈橡胶NBR耐油、耐磨、抗撕裂等性能极佳等等。




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常见的鞋底加工工艺是将橡胶进行硫化,使其线型大分子链通过化学交联变成三维网状结构,能显著提高橡胶的弹性、强度、尺寸稳定等性能,但也因此不能二次加工使用。

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橡胶分子链硫化前后的变化


二、TPU在鞋大底应用的机遇与挑战



TPU,全称是热塑性聚氨酯弹性体,是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯-扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物。

由于TPU具有优良的物理力学性能,如高强度、高韧性、高弹性、高模量,还具有耐化学腐蚀、耐磨、耐油、减震能力强等优异的综合性能,加工性能好,被广泛应用于鞋材、电缆、薄膜、管材、汽车、医疗等行业。

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图源自率捷咨询

其中鞋材占比高达31%,是TPU应用的主要市场,具体包括运动鞋、皮鞋、登山鞋、气垫、鞋帮、标牌等等。

以运动鞋为例,随着低碳环保、绿色可持续的发展趋势愈演愈烈,TPU正在成为越来越常见且重要的鞋材弹性体,其应用从标牌、鞋舌等小配件,进阶到物理发泡的核心缓震中底,再升级到可回收利用的100%TPU鞋子。

得益于100%TPU运动鞋的应用趋势,虽然距离它大规模量产落地还有很远的路要走,但激发了人们对于未来环保鞋材开发应用的想象,因此TPU鞋面、TPU鞋大底等应用越发受到关注。

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阿迪达斯的可循环跑鞋,100%由TPU制成

TPU作为热塑性弹性体,环保可回收利用、注塑工艺效率高、更轻便等特点是它攻占鞋大底应用市场的优势,但它也存在发展瓶颈,比如提升止滑性能、开发定制化型号等等。

1、止滑性能的提升
鞋底直接接触地面,经常处于潮湿的环境中,对鞋底材料的湿止滑性要求非常高。TPU虽然耐磨,干止滑性良好,但是湿止滑性无法达到要求,这成为制约TPU在大底行业代替橡胶的因素之一。

2、开发定制化型号
目前能适用于鞋大底的TPU常规牌号并不多,并且各项指标做不到完美替代橡胶底,加上鞋厂对不同出口国家的鞋子有不同的材料性能要求,因此TPU要想在鞋大底上很好替代橡胶,开发定制化型号显得非常重要。

以上两点对TPU材料厂家提出了新的挑战。而TPU制造商也快速对此做出响应,以下图的APILONTM 52 A/C为例,它是来自盛禧奥旗下完全可定制化的APILONTM 52热塑性聚氨酯聚合物和化合物系列。

据了解,APILONTM 52 A/C系列可以单独使用,也可以和DP 1805混用,混用所带来的橡胶触感非常显著。

盛禧奥可用于鞋外底的TPU牌号
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与硫化橡胶、EVA相比,该TPU材料不仅拥有优异的耐磨、止滑性能,其耐热磨损特性在同等硬度范围下比标准TPU更为耐用,也可媲美橡胶,还能将生产周期缩短70%,提供可回收利用其更具成本效益的替代方案,尤其适合在运动鞋行业中替代硫化橡胶。

除此之外,盛禧奥还能为客户提供定制化TPU开发服务,种类涵盖聚酯、聚醚,硬度从50A到72D,既有传统石化来源的TPU,也能提供生物基来源的TPU,赋予鞋大底更高的环保属性。

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结语

市场从来都是机遇与挑战并存,应用的创新推动也离不开技术的发展。综合来看,TPU在替代橡胶鞋底的路上并非一帆风顺,相信随着技术的进步,它能给鞋底带来更好的性能,以及更优秀的设计。



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