用于生產(chǎn)鞋底的聚氨酷原料體系(聚氨酷鞋底料)按所用的多元醇類型可分為聚酷型和聚醚型兩類。從1970年到1990年間，用于制鞋業(yè)的微孔聚氨酷材料主要是聚酷型聚氨酷鞋底。目前市場上大多數(shù)聚氨酷鞋底料仍以聚酷型為主，約占PU鞋料市場的80 0 0}3}。與聚醚型聚氨酷相比，聚酷型聚氨酷彈性體具有更好的耐磨性、抗撕裂性、耐油性、耐溶劑性和粘合性。但聚酷型聚氨酷的缺點是耐水解性差，導(dǎo)致鞋底易發(fā)生龜裂、斷裂;此外，聚酷多元醇
追求低成本、高質(zhì)量，是聚氨酷鞋底料的發(fā)展方向。在保持聚氨酷鞋底優(yōu)良物性的情況下，減小模塑制品密度，提高耐滑性(特別是在潮濕或冰面條件下)，這是聚氨酷鞋底市場的兩個主要需求。此外，提高回彈性和耐久性也是重要的。當(dāng)然滿足這種需求需要多層鞋底復(fù)合[4]。
2.1降低密度
降低密度是聚氨酷鞋材供應(yīng)商通常的要求之一，只有這樣才能降低成本，與低密度EVA及某些PVC等傳統(tǒng)非聚氨酷鞋材競爭。低密度聚氨酷鞋材應(yīng)滿足下面幾點:C1)尺寸穩(wěn)定，即鞋材不收縮，不扭曲;C2)易于加工，即物料混合比寬容度好、混合料流動性好，制品脫模時間短、表面質(zhì)量好，和鞋的其它獨立元件如內(nèi)嵌物、鞋幫、外底的粘接性好;C3)性能令人滿意[“]。這在實際開發(fā)應(yīng)用中是很復(fù)雜的一個課題。
聚氨酷材料集耐久、輕便、舒適、保溫等獨特性質(zhì)于一身，在很多運動鞋部件(包括外底、中底、鞋墊等)應(yīng)用的發(fā)展中起了重要的作用。
聚氨酷運動鞋中底的密度為400一500 kg/m3o隨著鞋的輕量化需求，促使聚氨酷供應(yīng)商開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)模塑密度大約為300 kg/m3的產(chǎn)品。
降低微孔聚氨酷材料的密度，則泡沫的孔徑分布和泡孔結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。當(dāng)微孔聚氨酷模塑制品的密度低于400 kg/m3時，要避免因泡孔閉孔率太高而產(chǎn)生收縮等不利影響。降低PU材料密度的同時，要求增加聚合物的模量，以便維持模塑泡沫的承載能力。
在開發(fā)低密度、高性能微孔聚氨酷泡沫材料時，要完全準(zhǔn)確地理解配方參數(shù)與材料結(jié)構(gòu)、性能、加工特性之間的平衡關(guān)系，以便根據(jù)特定的應(yīng)用設(shè)計相應(yīng)的PU產(chǎn)品。有時在配方中使用一些添加劑，比如開孔劑、表面活性劑、填料、偶聯(lián)劑、泡沫穩(wěn)定劑和硬度調(diào)節(jié)劑等，有益于得到合適泡孔結(jié)構(gòu)的材料。
在實際應(yīng)用中，聚氨酷鞋中底的密度下限為300 kg/m3。因為微孔聚氨酷彈性體內(nèi)部軟硬段相區(qū)結(jié)構(gòu)等因素，目前聚氨酷鞋底在密度遠低于300kg/m3時還不能維持其可使用性能。
以生產(chǎn)高性能低密度聚氨酷運動鞋的中底楔而言，在努力降低其密度的同時，任何一項物性佳化都可能導(dǎo)致另一個關(guān)鍵的物性產(chǎn)生缺陷或不足。弄明白不同性質(zhì)之間的相互關(guān)系，對確保運動鞋耐久性和其它性能是十分重要的。撕裂強度、拉伸強度和斷裂伸長率是與制品耐久性有關(guān)的性能，而彈性是與鞋的舒適度有關(guān)的性能[“]。
2.2提高耐滑性
聚氨酷鞋底的耐滑涉及到穿鞋者的安全。耐滑受很多因素影響，主要有下面三個方面:}1 )鞋底圖案、鞋底結(jié)構(gòu)和鞋式樣的設(shè)計。鞋底結(jié)構(gòu)和鞋式樣是重要的因素，它們決定了人在行走或跑動的不同狀態(tài)下鞋底的接觸面和受力方向。C2)接觸面類型及它的粗糙度和各種環(huán)境因素。C3)鞋底材料的類型。當(dāng)然耐滑性能也受穿著程度的影響[“]。
2.3全水發(fā)泡
雖然水發(fā)泡聚氨酷自結(jié)皮泡沫的基本缺點是彈性低和尺寸穩(wěn)定性差，但可以通過控制聚氨酷中氨基甲酸酷基團的含量以改善彈性。主要做法是，通過計算和調(diào)整配方，將A組分(多元醇組分)中適量的高相對分子質(zhì)量多元醇轉(zhuǎn)移到B組分(預(yù)聚體組分)，取代B組分中聚氧化丙烯二醇，可得到理想的彈性材料?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)A,B料混合比大小、控制泡沫成型動力學(xué)等加工條件，將線性收縮率控制在
0.5%一1.0%的較佳范圍[}l
聚氨酷表皮可使制品具有很好的耐磨性和其它性質(zhì)。高鞋底制品需有密實的表皮。有的研究認為水發(fā)泡聚氨酷體系一般表皮不密實，特別是在低密度時，制品的表面耐久性和可漆性較差。改進表皮形成和成型性的添加劑對于這些新的水發(fā)泡體系的開發(fā)是關(guān)鍵的[“]。也有的研究認為，在鞋材領(lǐng)域，水發(fā)泡 PU自結(jié)皮體系與鹵代烴發(fā)泡體系一樣能夠在近表皮區(qū)域形成較好的密度梯度，即泡沫芯密度低、表皮密度高。那種認為水發(fā)泡體系是均一的，泡沫芯部樣品和表皮樣品有一樣性質(zhì)，不能形成真正自結(jié)皮泡沫的說法是理解上的誤區(qū)[”]。
2.4聚氨酷運動鞋鞋底的開發(fā)[6, lob
現(xiàn)代體育運動需要不同的運動鞋。對運動鞋鞋底共同的要求就是要具有良好的摩擦力、良好的吸收震蕩性、良好的耐久性，同時也要求重量輕、式樣新穎，以吸引消費者。運動鞋鞋底通常是由幾個部件構(gòu)成。外底需堅固，具有良好的撓曲性、耐滑性和耐磨性;中底為輕質(zhì)泡沫，提供彈性和舒適性;鞋底的第三個組成部分是鞋墊，它也是輕質(zhì)微孔材料制成的，除了要求具有彈性、透氣性和耐久性外，還要有耐濕抗菌作用。
運動鞋中底除了重量輕以外，還必須有適當(dāng)?shù)氖褂脡勖?。如果鞋底太硬，彈性就差，不能在跑步、打籃球等反復(fù)擠壓的場合使用;如果鞋的中底太軟，可能被完全壓縮，會導(dǎo)致穿著不舒適，可能引起腳損傷，同樣不適合于在需有回彈力的場合使用。
2.5聚氨酷彈性體光降解與變色問題[lo, y
脂環(huán)族異氰酸酷為基礎(chǔ)的PU彈性體比芳香族PU彈性體更容易發(fā)生光氧化降解，盡管脂環(huán)族PU彈性體受紫外光(UV)輻射并不易變色。脂環(huán)族異氰酸酷型PU彈性體光氧化降解隨著硬段質(zhì)量分數(shù)增加而增強，硬段質(zhì)量分數(shù)越高，經(jīng)過100 h的UV輻射后變得越脆。芳香族異氰酸酷型PU彈性體受UV輻射發(fā)生顏色變化，但它們表現(xiàn)出比脂環(huán)族異氰酸酷型PU彈性體更好的機械性能和耐熱性能。芳香族異氰酸酷型PU彈性體抗光氧化降解程度隨著硬段質(zhì)量分數(shù)增加而增加，其拉伸性能在UV輻射100 h后無明顯變化。
為了提高PU鞋底的光穩(wěn)定性，可以在配方中直接加入添加劑。添加劑通常分三類:受阻胺光穩(wěn)定劑,UV吸收劑或抗氧劑。通過選擇這些添加劑的正確復(fù)配，就可大大提高白色或其它顏色PU制品的抗UV穩(wěn)定性，這是因為這三類穩(wěn)定劑間的協(xié)同作用是重要的。
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