超臨界發(fā)泡成型技術(shù)是一種物理發(fā)泡成型技術(shù),同時(shí)也是一種微孔發(fā)泡成型技術(shù)。
它是在注塑、擠出以及吹塑成型工藝中,先將超臨界狀態(tài)的二氧化碳或氮?dú)?/span>等其他氣體 注入到特殊的塑化裝置中,使氣體與熔融原料充分均勻混合/擴(kuò)散后, 形成單相混合溶膠;
然后將該溶膠導(dǎo)入模具型腔或擠出口模,使溶膠產(chǎn)生大的壓力降,從而使氣體 析出大量的 氣泡核;
在隨后的冷卻成型過程中, 溶膠內(nèi)部的氣泡核不斷長(zhǎng)大成型,最終 獲得微孔發(fā)泡的塑料制品。
超臨界發(fā)泡成型工藝流程圖
發(fā)泡過程一般分為4個(gè)階段:
? ?1.一定量的氣體進(jìn)入聚合物集體中,達(dá)到飽和狀態(tài),反應(yīng)釜中形成聚合物/氣體均相體系 ;
? ? 2.飽和一定時(shí)間后,將聚合物從反應(yīng)釜中取出,通過快速升溫法或快速降壓法,熱力學(xué)不穩(wěn)定作用推動(dòng)下,聚合物/氣體均相體系發(fā)生相分離,產(chǎn)生氣泡核;
? ? 3.高溫下,氣體吸收熱量,不斷膨脹氣體快速擴(kuò)散入氣泡核中,泡孔逐漸長(zhǎng)大;
? ? 4.快速降溫,泡孔合并,完成泡孔結(jié)構(gòu)的定型,經(jīng)過這個(gè)過程爆米花結(jié)構(gòu)就形成了。
發(fā)泡過程圖
這種工藝完成后不會(huì)存在甲酰胺的殘留,無味無毒,對(duì)消費(fèi)者和生產(chǎn)者都有長(zhǎng)久的保護(hù),工藝生產(chǎn)過程中沒有使用交聯(lián)劑,可以熔融回收,綠色環(huán)保。
二. 超臨界發(fā)泡制品有哪些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)呢?
超臨界發(fā)泡成型技術(shù)是近20年快速發(fā)展起來的制備微孔塑料最有效方法,這里的微孔結(jié)構(gòu)類似爆米花結(jié)構(gòu)。
? 1.微孔塑料制品的優(yōu)勢(shì)
(1)高比強(qiáng)度和高性價(jià)比
能大幅提高制品尺寸精度,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
(2)大幅減少產(chǎn)品殘余應(yīng)力
減少了改善制品翹曲變形的問題,消除了表面的縮痕。
(3)節(jié)約成本,綠色環(huán)保
有效節(jié)約了原材料,發(fā)泡劑成本低廉,超臨界氣體設(shè)備工藝簡(jiǎn)單,縮短薄壁制品的成型周期。
(4)黏度低,易充模
混合溶膠流動(dòng)性可增強(qiáng)20%~40%。
(5)密度小,力學(xué)性能優(yōu)異
泡孔密度一般為10^9 ~10^15個(gè)/cm3,泡孔直徑小于10 um。阻止了裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展,不但不會(huì)造成材料力學(xué)性能的損失,還可以改善材料的部分性能。
? 2.超臨界發(fā)泡的TPU鞋材優(yōu)勢(shì)
(1)有效解決了TPU原料鞋底質(zhì)量大、硬度高、緩沖減震性能差的缺點(diǎn)。
(2)具備優(yōu)良的減震緩沖效果,且重量超輕、彈性優(yōu)異。
(3)特別耐磨,它的耐磨性是天然橡膠的 3 倍。
三. 超臨界發(fā)泡成型技術(shù)在TPU鞋材領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)例
阿迪達(dá)斯Boost
阿迪達(dá)斯Boost跑鞋,其中底有明顯顆粒感,感覺像泡沫,是由發(fā)泡熱塑性聚氨酯(E-TPU)構(gòu)成。
經(jīng)過加壓加熱預(yù)處理后,原來5毫米大小的顆??梢韵癖谆ㄒ粯优蛎?nbsp;。在這個(gè)過程中,內(nèi)含微型密閉氣泡的橢圓形微球的體積將增大10倍 。
這些密閉氣泡能夠賦予發(fā)泡微球以優(yōu)異的彈性和需要的回彈效果,防震效果極佳。
Boost系列跑鞋一賣就是好多年,雖然市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力略有下降,但作為慢跑鞋仍然綽綽有余老而彌堅(jiān)。
四. 總結(jié)
超臨界發(fā)泡成型技術(shù)有利于推動(dòng)鞋材行業(yè)向舒適性、可持續(xù)性方向發(fā)展,有望為高質(zhì)量鞋底及休閑運(yùn)動(dòng)鞋底市場(chǎng)帶來變革。
超臨界發(fā)泡技術(shù)在彈性體鞋材上的應(yīng)用日趨成熟,制作的鞋材也為跑者帶來了很好的跑步體驗(yàn),讓大眾更能感受到跑步的樂趣。
來源:U-TPE