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聚酯型PU鞋底材

日期:2015-06-17 00:10

        聚氨酯(PU)是在20世纪70年代开始用作鞋底 材料的。其主要优势在于它坚硬、柔韧、耐穿, 
并且在很大的密度范围内都有弹性。因此,PU在很多领域都得到了广泛的应用,从外底到内底,在底材市场上占有7%的市场份额。以前的系统使用已二酸聚酯,尽管现在仍使用一些聚醚类的PU,但大部分(83%)鞋底材还是聚酯类的PU(聚酯PU是聚酯与异氰酸盐结合而成,而聚醚PU则是聚醚与异氰酸盐结合而成)。因为聚酯PU的物理特性比较优越(更硬,更耐磨等等),原因在于他的内部氢键结合能力。它还能防油污和溶剂,所以尤其适合做防护鞋。 
        然而,酯类PU鞋底材的关键问题是:它易受水解和微生物侵害,结果就是物理特性大幅降低,质量水平萎缩,出现裂纹(图1),因此大大降低鞋的使用寿命。这些因素在高温和高湿的情况下,会更严重,所以在湿热地理环境的国家就更显著。在某些时候,鞋类要储存(或者经集装箱海运,条件非常恶劣)很长一段时间,才能到达终端消费者,到了之后,鞋子也就成了“新”鞋,其质量状况差很远。酯类PU的另一个问题是低温灵活性很差,因为已二酸的温和部分容易结晶。所以类似材料在低温条件下有很大局限性。由于它本身特殊的化学结构,二聚技术避免了这些问题。 
        何谓二聚脂肪酸? 
        经过压力、温度和多相催化的组合反应,大豆油或者塔罗油中的不饱和脂肪酸可以提取出二聚脂肪酸。二聚脂肪酸是双官能分子,可以很容易成为聚合物的一部分,比如聚酰胺和聚酯。其结构不规则,含有大量异构体,因此完全不结晶。它还含有36个碳原子,其碳氢化合物的特性使得二聚酸和任何含有这种物质的聚合体极其不易被水沾湿。碳氢化合物特性和非结晶特性结合起来,使得产品即使是在很低的温度下,也能保持很好的弹性。 
        二聚脂肪酸用来制成PU类产品,比如人造橡胶、弹性泡沫、多孔泡沫、涂料、粘合剂和密封剂。在这些应用当中,二聚脂肪酸技术的价值很高,有以下性能: ★ 
水解/热氧化/防紫外线的独特结合 ★ 低温下的灵活性 ★ 普遍具有粘附力 ★ 抗水性能 ★ 抗撞击性能 在鞋业中,应用二聚脂肪酸技术,是为了应付酯类鞋底系统的严重不稳定性,还有它对水解微生物侵袭的易感性。如果不使用传统PU系统里的酯类,而使用二聚酯多元醇,二聚脂肪酸不易沾水的特性,加上闭室结构,和它的高分子量特点,得到的结果是:更好的水解稳定性,抗微生物侵袭特性,而且鞋底寿命更长。 
在二聚脂肪酸技术的基础上,Uniqema研发了一种特殊的聚酯型多元醇。是Priplast技术范围的一部分(Priplast是一种由36个碳的二聚酸制成的聚酯多元醇),它不使用添加剂解决这个问题。潮湿老化状况测试(见图2和3),其中水蒸汽达70℃,100%相对湿度,测试显示,尽管开始时性能稍微有点降低,经过短期的潮湿老化后,这种新的PU形态超过己二酸行业标准。与标准相比,它还保持了很好的机械性能。由此我们想到,鞋底的寿命确实应该大幅提高,而且可能应该还不止提高两倍呢。 
天然植物油 使用Priplast与传统添加剂, 在稳定性上有很大不同, 
因为Priplast技术实际上是改变材料的结构,所以具更可靠的性能。除此以外,因为产品来源于天然植物油,该技术既安全又不贵,而普通的添加剂却做不到。另外,它来源于植物的特点,也意味着它不会受不断增长的石油价格影响。 
人们还发现这种材料具有很多其他适合做鞋底材的优点。包括,在低温下弹性很好,令人满意的压缩形变度和弹力性能,所以在鞋业中,可以广泛应用。该材料已经在一些非鞋类行业中应用了,比如喷涂料、粘合剂和泡沫材料里。据观察,防护鞋是一个主要市场,用它做出来的产品已经在很多PU系统机构评估过了,得出的结果非常好。

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