Внедрение материала PEBA и его применение в обувных материалах
I. Введение материалов PEBA
Нейлоновый эластомер, также известный как термопластичный эластомер на основе полиамида (TPAE), представляет собой термопластичный полукристаллический сополимер, состоящий из твердых сегментов жесткого полиамида и мягких сегментов из гибкого полиэфира или полиэстера. В зависимости от твердого и мягкого компонентов различают различные типы ТPAE. Большинство нейлоновых эластомеров, доступных на рынке, представляют собой полиэфирамидные блок-сополимеры, сокращенно PEBA.
Мягкие сегменты из полиэфира в нейлоновых эластомерах обеспечивают превосходную гибкость и высокую упругость, а твердые сегменты из полиамида обеспечивают достаточную жесткость и исключительную ударопрочность при низких температурах. По сравнению с другими термопластичными эластомерами, такими как TPU, SBC и TPEE, PEBA выделяется своими хорошими общими характеристиками, технологичностью и легким весом. Он также может похвастаться гибкостью, упругостью и ударопрочностью при низких температурах.
Нейлоновые эластомеры характеризуются сверхлегким весом, высокой прочностью, гибкостью, долговечностью, высокой эластичностью, высокой ударопрочностью, устойчивостью к низким температурам, воздухопроницаемостью и постоянными антистатическими свойствами. Эти характеристики делают их широко используемыми в спортивной обуви, спортивных товарах, бытовой электронике, водонепроницаемой одежде и медицинской помощи.
II. Производственный процесс PEBA
Производство PEBA включает поликонденсацию сегментов полиамидных и полиэфирных цепей. Двумя основными методами производства этих сополимеров являются поликонденсация в расплаве и поликонденсация в растворе.
При поликонденсации в расплаве полиамидные и полиэфирные цепи полимеризуются при высоких температурах. Конечный продукт затем охлаждают и формуют в гранулы. Этот метод пользуется популярностью из-за его экономической эффективности и превосходных механических свойств получаемого материала.
Например, материалы PEBA можно синтезировать в два этапа. Во-первых, полиамидные блоки с дикарбоксилатными концевыми группами получают из лактамов и аминокислот с использованием двухосновной кислоты в качестве терминатора цепи. Затем полученные цвиттер-ионные полимеры подвергаются поликонденсации с полиэфирдиолами при высоких температурах в вакууме, катализируемой алкоксилатом переходного металла, как показано на рисунке ниже.
Поликонденсация в растворе включает растворение полиамидных и полиэфирных фрагментов в общем растворителе перед инициированием реакции полимеризации. После реакции полученный полимер осаждают, фильтруют и сушат. Хотя этот метод позволяет производить материалы PEBA с более широким диапазоном свойств, он, как правило, более дорогой и трудоемкий, чем поликонденсация в расплаве.
Синтез нейлоновых эластомеров имеет высокий технический порог, а мировых поставщиков относительно немного. Arkema, Evonik и Ube Kogyo входят в число основных производителей.
III. Применение обувного материала из пенопласта PEBA
Нейлоновые эластомеры первоначально использовались в материалах обуви в качестве жестких эластичных пластин, например, в компонентах поддержки подошвы обуви. В последние годы, благодаря превосходной упругости и сверхнизкой плотности PEBA, полученному за счет вспенивания, он приобрел популярность в качестве вспенивающегося материала межподошвы.
Из-за высокой стоимости PEBA его обычно смешивают с EVA, ТПУ и другими материалами для вспенивания, чтобы снизить затраты. С точки зрения моделей обуви спортивных брендов, PEBA может применяться аналогично ETPU (сверхкритическое вспенивание) для производства межподошвы. Это включает в себя вспенивание гранул, а затем их формование или вспенивание листов и разрезание их на межподошвы, а также использование процесса от малого к большому.
Существует множество случаев применения передовых технологий и применения нейлоновых эластомеров в качестве пенопластовых межподошв. Например, технология Nike ZoomX, используемая в кроссовках для бега, таких как 4% и NEXT%, является примером таких инноваций.
