一、 什么是發泡材料及發泡材料的分類。

發泡材料，也稱發泡劑，是指能在物質內部氣化產生氣泡使之成為多孔物質的發泡的物質，如制造泡沫塑料、泡沫橡膠、泡沫樹脂、發泡食品(饅頭、包子、面包、蛋糕)等,發泡材料可分為化學發泡材料、物理發材料和表面活性劑三大類。



發泡材料分為：物理發泡材料，化學發泡材料，表面活性劑發泡材料。



泡鞋底的主體材料：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、當今市場上主要的發泡鞋底材料。

目前，市場上主要的發泡鞋底材料有：PVC類發泡鞋底，PE類發泡鞋底，EVA類發泡鞋底， SBS類發泡鞋底，PU類發泡鞋底。



PVA類發泡鞋底的特點：聚氯乙烯鞋底具有耐磨、耐化學腐蝕、價格低廉、著色鮮艷等特點，但其低溫撓曲性、防滑性和穿著舒適性皆欠佳。



PE類發泡鞋底的特點：聚乙烯發泡材料強韌、耐撓曲、耐磨耗，具有優異的耐化學性和和隔熱性，大量用于制作旅游鞋和沙灘拖鞋。不過，聚乙烯鞋底也存在著彈性差、防滑性能差、長時間穿著后易變形等缺點。



SBS類發泡鞋底的特點：SBS配合其它高聚物改性，添加軟化油、填料、加工助劑等，經加工制得TPR(熱塑性彈性體)鞋底材料。TPR鞋底材料具有防滑、耐低溫、彎曲性強、透氣性好、密度小、粘接強度高、廢料可回收等優點。



EVA類發泡鞋底的特點：EVA是一類具有橡膠彈性的熱塑性塑料，在EVA分子中由于有醋酸乙烯(VA)的存在，使分子鏈有較大的柔順性，宏觀上表現為很高的彈性。因其隔熱、防震，回彈性優良，壓縮變形小，耐候性好而大量用于制鞋業。但EVA發泡材料的機械強度、抗撕裂性及抗剝離性不夠好，在一定程度上限制了它的使用。



PU類發泡鞋底的特點：與普通塑料、橡膠鞋底料比較，聚氨酯鞋底具有密度小、耐磨耗、彈性好、強度高、耐撓曲性好、穿著舒適等優點。此外，根據需要調整配方，可使其具有防酸堿、耐油、防老化、抗水解、防靜電、絕緣等性能。可滿足便鞋、運動鞋、勞保鞋、軍用鞋、時裝鞋及童靴鞋等不同需要。但聚氨酯發泡工藝條件苛刻，不易控制，目前國內制鞋業生產聚氨酯發泡鞋底的原料和設備幾乎都要依靠進口。鞋底用聚氨酯原液分為聚醚型和聚酯型兩類。

三、EVA類發泡鞋底的介紹

目前，發泡制品是我國EVA的主要應用領域。由于EVA共混發泡制品具有柔軟、彈性好、減震、耐化學藥品等性能，因此廣泛用于中、旅游鞋、登山鞋、拖鞋 涼鞋的鞋底和內飾材料。EVA發泡材料的機械強度、抗撕裂性及抗剝離性不夠好，強韌、撓性好、耐腐的PE作為E—VA發泡材料的改性劑，可獲得綜合性能較好的鞋用材料；乙丙橡膠與EVA有良好的相容性，可起到顯著的增彈增韌和抗老化作用，而且它白度高，可使制品色澤鮮艷，是EVA理想的改性材料。此外，在EVA中加入NBR和天然膠：NBR可提高產品的韌性和耐油性；天然膠可改善基材的防濕滑性和共混體系的加工性能，提高基材的強度和柔軟性。EVA／NBR／天然膠三元共混體系經模壓發泡一次成型的發泡鞋底具有質輕、彈性大、尺寸穩定性好、耐油、耐撓曲等特點；EVA是高聚物中的弱極性材料，與具有強極性的氯丁橡膠膠粘劑和聚氨酯膠粘劑之間沒有較好的親合力，給EVA底的粘合帶來困難，采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)接枝改性SBS，合成了EVA表面處理劑：采用該表面處理劑后的初粘強度和剝離強度明顯增加，有效的解決了EVA底的粘合問題。



1、EVA類發泡鞋底配方介紹：（一例）

EVA:MFR為3 g/10min,臺灣TAISOXI公司;LDPE: 1I2A,北京燕山石化公司;偶氮二甲酰胺(AC)、過氧化二異丙(DCP)、發泡促進劑:分析純;EPDM:中國吉林石化;粉末NBR:中國石油蘭州石化公司石化研究院;超細CaCO3:內蒙古蒙西公司。



2、改性E /VAC發泡材料改性。

　 (乙烯/乙烯酯)共聚物(E /VAC)的發泡材料是以E /VAC樹脂為基體而內部具有微孔的泡沫塑料。氣相的存在使得E /VAC發泡材料具有密度低、比強度高、能吸收載荷、隔熱、隔音等優點,以及良好的耐老化、耐化學腐蝕性能,因而被廣泛用于座墊、發泡地板、救生材料和鞋材,近幾年來得到很大的發展。但它的撕裂強度和剝離強度不夠好,限制了其應用。比如一些的運動鞋材對這些性能的要求十分嚴格。因此,常常需要將E /VAC與樹脂、橡膠共混進行發泡,以改進發泡材料的力學強度。

用過氧化二異丙(DCP)引發共混體系交聯,而發泡劑偶氮二甲酰胺(AC)在交聯的同時進行分解,分解產生的氣體均勻地填充在其中, 形成均勻的密閉式氣孔結構。終制成密度小、質量輕、性能好的E /VAC交聯發泡材料。

2.1 主要原料

E /VAC: 2288,美國杜邦公司; 改性劑A:美國Dow化學公司;相容劑B:法國Alfa公司;

DCP:上海富蔗化工有限公司; AC:分解溫度200℃,發氣量240 mL /g,上海杰余工貿有限公司;ZnO、TiO2 :上海元吉化工公司。



2. 2　主要設備及儀器

雙螺桿擠出機: TSE - 35型,南京瑞亞高聚物裝備有限公司;

注塑機: HTB IIOX/1 型,寧波海天塑料機械有限公司;

雙輥煉塑機: S(X) K - 160A型,上海橡膠機械廠;

平板硫化機: XLB - D 型,上海橡膠機械廠;

掃描電子顯微鏡( SEM) : S - 2150型,日本Hi2tachi公司;

電子拉力機: Instron4465型,美國Instron公司。

2. 3試樣制備



將E /VAC、改性劑A、相容劑B、TiO2、ZnO按配方量加入高速攪拌機中混合均勻,經雙螺桿擠出機在180℃擠出造粒。基體粒料經注射成型制成試樣進行性能測試。



2.4改性后的性能



(1)改性劑A可以提高E /VAC的力學性能,但基體的力學性能會隨著相容劑B 用量的增加而降低。在發泡劑與交聯劑配比一樣的情況下,改性劑A用量多的共混物基體得到的發泡材料的密度較低。可見改性劑A的加入會使共混物基體更加容易發泡。

(2)通過對不同基體得到的相近密度的發泡材料的研究表明,基體的性能與發泡材料的某些性能具有一致性。在合適的配比下,改性劑A的加入會提高發泡材料的剝離強度,在某些配比下可以降低發泡材料的硬度。

(3)通過考察不同用量的交聯劑DCP及發泡劑AC對發泡材料性能的影響,發現DCP用量的增加會使發泡材料的密度變大,并伴隨著發泡材料的硬度和剝離強度的提高;彈性則隨著DCP用量的增加而先增大后減小。AC用量的增加使發泡材料的密度減小,并伴隨著發泡材料的硬度和剝離強度的減小;彈性則隨著AC用量的增加而增大。