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聚氨酯鞋材待改善问题
发布日期:2009-10-11 21:27:43 浏览次数:1304次
在保持聚氨酯鞋材物理性能良好的情况下,降低模塑制品的密度,提高耐滑性(特别是在潮湿或有冰面的情况下)、降低成本,这是聚氨酯鞋材有待提高的问题,也是市场的需求。此外提高回弹性也非常重要。  
  1、降低密度
  降低密度才能降低成本,进而与低密度EVA及某些PVC等传统非聚氨酯鞋材竞争。PU鞋材须满足如下要求:1)尺寸稳定,即鞋材不收缩,不扭曲;2)易加工,即物料混合比宽容度好,流动性好,制品脱模时间短,粘结性好。降低微孔聚氨酯鞋材的密度,泡沫的孔径分布及泡孔结构就会发生变化。当微孔聚氨酯模塑制品的密度低于400kg/m3时,要避免因泡孔闭孔率太高而产生收缩等不利影响。降低PU材料密度的同时,要求增加聚合物的模量,以便维持模塑泡沫的承载能力。
  在开发低密度微孔聚氨酯泡沫材料时,要完全准确地理解配方参数与材料结构、性能、加工特性之间的平衡关系,有时甚至在配方中使用一些添加剂,比如开孔剂、表面活性剂、偶联剂、泡沫稳定剂、硬度调节剂以及填料等,以便得到理想泡孔结构的材料。
  2、全水发泡  
  聚氨酯发泡工艺以往采用的发泡剂多为氟氯烃类物质如CFCS,这类发泡剂虽然能使制品表面形成自结皮,有利于提高制品的耐磨性及外观光洁程度,但会破坏大气臭氧层,不利于保护生态环境。氟氯烃发泡剂的使用在国际上已受到严格限制。据报道,美国联邦政府早在1994年就已出台了法律,在非必须场所(其中包括制鞋业)限制氟氯烃的使用。随着人们对环境问题的日益重视,制鞋业也面临新的抉择,那就是必须开发出无污染的新型发泡剂取代氟氯烃,由此水发泡微孔聚氨酯鞋底应运而生。这种新型发泡鞋底用水作为发泡剂,具有与氟氯烃发泡微孔聚氨酯鞋底基本相同的性能,而且加工设备和工艺改动不大。在PU泡沫中,水发泡体系的反应包括多元醇与异氰酸酯的反应以及异氰酸酯与水的反应,此两步反应几乎是同时进行的,每一步都直接影响泡沫的生成过程和泡沫的结构,只有当生成的脲和氨基甲酸酯的反应达到一定的平衡状态时,才能生成稳定的PU泡沫结构。前者主要生成聚合物软段,而后者生成聚合物的硬段。在低密度下,泡孔的闭孔率高,则支撑泡孔的强度不够,制品易收缩。虽然水发泡鞋底表面没有一个致密层,但其抗磨特性与氟氯烃发泡剂制作的鞋底不相上下。目前世界上生产化学助剂的厂商已开始向用户提供环保新品。如德国高斯米特化工公司为水发泡微孔聚氨酯开发出各种助剂,包括降低水发泡微孔聚氨酯产生的粗糙感,增加水发泡微孔聚氨酯柔软度的助剂。
  水发泡聚氨酯自结皮泡沫的最大缺点是弹性低以及尺寸稳定性差,但可通过控制聚氨酯中氨基甲酸酯基团的含量来改善弹性。其做法是:通过计算和调整配方,将A组分中相对分子质量高的多元醇部分转移到B组分中,取代B组分中聚氧化丙烯二醇,可得到理想的弹性材料。此外,通过调节A、B组分混合比的大小,可以控制泡沫成型动力学等加工条件,从而将线性收缩率控制在0.5%~1.0%的适中范围内。
  3、提高耐滑性  
  影响聚氨酯鞋材耐滑性的因素很多,主要表现在以下三个方面:1)鞋底图案、鞋底结构及其式样的设计。鞋底结构和式样决定了人在行走或跑动等不同姿态下其接触面和受力方向。2)接触面类型及其粗糙程度和各种环境因素。3)鞋底材料的类型。
  4、聚氨酯弹性体光降解与变色问题  
  尽管脂环族PU弹性体受紫外线(UV)辐射并不易变色,但脂环族异氰酸酯PU弹性体比芳香族PU弹性体更容易发生光降解。脂环族异氰酸酯型PU弹性体光降解随着硬段质量分数增加而增强硬段质量分数越高,经过100h的UV辐射后变得越脆。芳香族异氰酸酯PU弹性体受UV辐射发生颜色变化,但它们表现出比脂环族异氰酸酯PU弹性体更好的机械性能和耐热性能。芳香族异氰酸酯PU弹性体抗光降解随着硬段质量分数增加而增强,其拉伸强度在UV幅射100h后无明显变化。为了提高PU鞋底的光稳定性,可在配方中直接加入添加剂。添加剂通常分为三类:受阻胺光稳定剂、UV吸收剂或抗氧剂。通过选择这些添加剂的正确配伍,即可大大提高PU制品的抗UV稳定性,这是源于此三类稳定剂间的协同作用得以显现的结果。
  我国是世界第一产鞋大国,年产鞋约50亿双,占全球产鞋量的42%。但目前聚氨酯在该产业的用量仅有2.8万t/a,占鞋用总量的2%。而全世界制鞋业中聚氨酯材料占6.8%,在经济发达的欧洲,这个比例高达20%以上。由此可见,我国的聚氨酯鞋材市场潜力非常大,未来我国聚氨酯鞋材市场必将成为聚氨酯领域的一个新的经济增长点,聚氨酯鞋材市场将被众多商家看好。
 

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