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【技術】TPR鞋底原料組成及其對性能的影響

时间:2019-12-31     作者:GG扑克新材料【原创】

  TPR(熱塑性橡膠)鞋用材料,一般是用熱塑性彈性體SBS與其他功能助劑共混改性的一種高分子材料,經過擠出、注塑和模壓等工藝加工後成型製成的鞋底,具有防滑、耐低溫、彎曲性強、透氣性好、密度小、粘結強度牢等優點,且其廢料可以回收利用。


TPR(熱塑性橡膠)鞋用材料


  目前,TPR鞋底料已被越來越多的廠家、商家及消費者認可。鞋用粒料有各種原料為骨架,由於骨架不同,因此粒料的性能也不同。聚氨酯TPU為主料的鞋用粒料雖然各項指標很好,但它的成本高,因此限製了它的使用廣泛性。而以SBS為主料的鞋低料各項性能的綜合指標最理想。


共混改性


  一、共混改性

  SBS純膠和充油膠物性雖好,但一般都不單獨使用,須進行共混改性(共熔、共溶)、製成“高分子合金”,才能達到最佳的性能和最大的經濟效益。

  SBS摻入多種輔料或助劑所達到的共混改性可實現三個目的:賦予改性產物若幹高新性能及功能、改善加工工藝條件及降低材料的生產成本。

  進行改性的方法有機械熔融共混法、乳膠共沉澱法、溶液共混法、粉末共混法及互穿網絡(IPN)共混技術等五種,其中物理共混作用和化學(接枝、交聯)共混作用(反應)皆有。可以肯定,當今廣泛使用的無數SBS製成品,都是采用共混改性來得到的。


TPR鞋底原料的原理組成及對性能的影響


  二、TPR鞋底原料的原理組成及對性能的影響

  用SBS純膠製造製品是很少的,也很不經濟。為了提高SBS的加工性能,增強流動性、曲撓性、抗老化性、抗變形性、抗燃性和提高經濟型,必須在純膠中加入多種調料與各種助劑,進行共混加工,才能加工成各種不同性能的製品。原料組成對製品性能影響較大,現分述如下。

  1.SBS牌號選用

  SBS作為主要原料,是整個SBS鞋用粒料骨架,對鞋料提供強度、彈性等主要性能。所用牌號一般為YH-805、802及792、788。具體選擇牌號應視廠家對鞋底料的性能要求來定,一般從成本、加工性能、鞋底品種考慮。


  2.軟化油

  軟化油在SBS鞋底料中主要起改善流動性、降低成本等作用。SBS鞋底料的流動性一般以熔體流動速率(MFR)來衡量。欲降低SBS鞋用粒料的硬度可以采用加入軟化油或增塑劑來調節。

  軟化油或增塑劑的加入可以有兩種情形:一種是與SBS中聚苯乙烯硬段相容性較好的,另一種是與SBS中聚丁二烯軟段相容性較好的。


  3.樹脂

  SBS中加入聚苯乙烯可提高熔體的流動性及硬度,改善加工性能。選擇樹脂應首先考慮與SBS的相容性,一般遵循“溶解度參數相近則相容”的原則。為使PS容易進入SBS中,增強PS交聯點的作用,一般采用低軟化點的結晶聚苯乙烯(GPPS)及聚α-甲基苯乙烯較好,一般用量10-20份。

  加入低密度聚乙烯和聚丙烯,可提高硬度和耐磨性,用量一般不超過10份。聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物與SBS的相溶性不好,不能很好分散,過量會引起脫層,但為改善臭氧性,可少量使用。

  丁腈橡膠與EVA共用可提高鞋材與皮革的粘結力,凡能進入PB段的樹脂,如改性鬆香脂,都可以改善膠料的流動性和粘性,但拉伸強度、拉伸伸長率和彈性等會有所下降,用量4-10份。

  根據不同用途,綜合考慮改性樹脂用量,可獲得滿意的改性效果。PS、LDPE和EVA混合改性樹脂量對TPR性能的影響見下表。


PS、LDPE和EVA混合改性樹脂量對TPR性能的影響


  4.填充料

  TPR鞋用粒料中加入填料的主要目的是降低成本,同時使製品的硬度、耐磨性增加。常用的有白炭黑、碳酸鈣、滑石粉等。填充料對TPR鞋料性能的影響見下圖。

  隨著填充料份數的增加,硬度明顯提高,而拉伸強度和扯斷伸長率下降。因此,填充料含量不宜過高,並要根據產品性能和加工工藝的要求選擇種類和用量。


  5、交聯劑對TPR鞋料性能的影響。從下圖可知,加入少量DCP進行交聯對TPR拉伸強度和粘結強度有較大的改善,但其用量不能超過彈性體含量的0.7%。

  在注射流道,產品後薄交接處或注射壓力不足時,注射產品會有凹陷現象。在配方中加入AC發泡劑增加TPR材料的膨脹力,可有效地克服凹陷現象,產品表麵光潔度均勻一致。微發泡可使鞋材的比重下降,有利於成本的降低,但過度發泡,會影響產品硬度和強度等質量指標,其用量控製在0.5%為宜。