超臨界發泡成型技術是一種物理發泡成型技術,同時也是一種微孔發泡成型技術。
它是在注塑、擠出以及吹塑成型工藝中,先將超臨界狀態的二氧化碳或氮氣等其他氣體 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/擴散后, 形成單相混合溶膠;
然后將該溶膠導入模具型腔或擠出口模,使溶膠產生大的壓力降,從而使氣體 析出大量的 氣泡核;
在隨后的冷卻成型過程中, 溶膠內部的氣泡核不斷長大成型,最終 獲得微孔發泡的塑料制品。
超臨界發泡成型工藝流程圖
發泡過程一般分為4個階段:
? ?1.一定量的氣體進入聚合物集體中,達到飽和狀態,反應釜中形成聚合物/氣體均相體系 ;
? ? 2.飽和一定時間后,將聚合物從反應釜中取出,通過快速升溫法或快速降壓法,熱力學不穩定作用推動下,聚合物/氣體均相體系發生相分離,產生氣泡核;
? ? 3.高溫下,氣體吸收熱量,不斷膨脹氣體快速擴散入氣泡核中,泡孔逐漸長大;
? ? 4.快速降溫,泡孔合并,完成泡孔結構的定型,經過這個過程爆米花結構就形成了。
發泡過程圖
這種工藝完成后不會存在甲酰胺的殘留,無味無毒,對消費者和生產者都有長久的保護,工藝生產過程中沒有使用交聯劑,可以熔融回收,綠色環保。
二. 超臨界發泡制品有哪些獨特的優勢呢?
超臨界發泡成型技術是近20年快速發展起來的制備微孔塑料最有效方法,這里的微孔結構類似爆米花結構。
? 1.微孔塑料制品的優勢
(1)高比強度和高性價比
能大幅提高制品尺寸精度,縮短產品開發周期。
(2)大幅減少產品殘余應力
減少了改善制品翹曲變形的問題,消除了表面的縮痕。
(3)節約成本,綠色環保
有效節約了原材料,發泡劑成本低廉,超臨界氣體設備工藝簡單,縮短薄壁制品的成型周期。
(4)黏度低,易充模
混合溶膠流動性可增強20%~40%。
(5)密度小,力學性能優異
泡孔密度一般為10^9 ~10^15個/cm3,泡孔直徑小于10 um。阻止了裂紋的進一步擴展,不但不會造成材料力學性能的損失,還可以改善材料的部分性能。
? 2.超臨界發泡的TPU鞋材優勢
(1)有效解決了TPU原料鞋底質量大、硬度高、緩沖減震性能差的缺點。
(2)具備優良的減震緩沖效果,且重量超輕、彈性優異。
(3)特別耐磨,它的耐磨性是天然橡膠的 3 倍。
三. 超臨界發泡成型技術在TPU鞋材領域應用實例
阿迪達斯Boost
阿迪達斯Boost跑鞋,其中底有明顯顆粒感,感覺像泡沫,是由發泡熱塑性聚氨酯(E-TPU)構成。
經過加壓加熱預處理后,原來5毫米大小的顆粒可以像爆米花一樣膨脹 。在這個過程中,內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泡微球以優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,雖然市場競爭力略有下降,但作為慢跑鞋仍然綽綽有余老而彌堅。
四. 總結
超臨界發泡成型技術有利于推動鞋材行業向舒適性、可持續性方向發展,有望為高質量鞋底及休閑運動鞋底市場帶來變革。
超臨界發泡技術在彈性體鞋材上的應用日趨成熟,制作的鞋材也為跑者帶來了很好的跑步體驗,讓大眾更能感受到跑步的樂趣。
來源:U-TPE