聚氨酯鞋材待改善問題

    在保持聚氨酯鞋材物理性能良好的情況下，降低模塑制品的密度，提高耐滑性(特別是在潮濕或有冰面的情況下)、降低成本，這是聚氨酯鞋材有待提高的問題，也是市場的需求。此外提高回彈性也非常重要。

    1、降低密度

    降低密度才能降低成本，進(jìn)而與低密度EVA及某些PVC等傳統(tǒng)非聚氨酯鞋材競爭。PU鞋材須滿足如下要求：1)尺寸穩(wěn)定，即鞋材不收縮，不扭曲；2)易加工，即物料混合比寬容度好，流動(dòng)性好，制品脫模時(shí)間短，粘結(jié)性好。降低微孔聚氨酯鞋材的密度，泡沫的孔徑分布及泡孔結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)微孔聚氨酯模塑制品的密度低于400kg/m3時(shí)，要避免因泡孔閉孔率太高而產(chǎn)生收縮等不利影響。降低PU材料密度的同時(shí)，要求增加聚合物的模量，以便維持模塑泡沫的承載能力。

    在開發(fā)低密度微孔聚氨酯泡沫材料時(shí)，要完全準(zhǔn)確地理解配方參數(shù)與材料結(jié)構(gòu)、性能、加工特性之間的平衡關(guān)系，有時(shí)甚至在配方中使用一些添加劑，比如開孔劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、泡沫穩(wěn)定劑、硬度調(diào)節(jié)劑以及填料等，以便得到理想泡孔結(jié)構(gòu)的材料。

    2、全水發(fā)泡

    聚氨酯發(fā)泡工藝以往采用的發(fā)泡劑多為氟氯烴類物質(zhì)如CFCS，這類發(fā)泡劑雖然能使制品表面形成自結(jié)皮，有利于提高制品的耐磨性及外觀光潔程度，但會(huì)破壞大氣臭氧層，不利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。氟氯烴發(fā)泡劑的使用在國際上已受到嚴(yán)格限制。據(jù)報(bào)道，美國聯(lián)邦政府早在1994年就已出臺(tái)了法律，在非必須場所(其中包括制鞋業(yè))限制氟氯烴的使用。隨著人們對(duì)環(huán)境問題的日益重視，制鞋業(yè)也面臨新的抉擇，那就是必須開發(fā)出無污染的新型發(fā)泡劑取代氟氯烴，由此水發(fā)泡微孔聚氨酯鞋底應(yīng)運(yùn)而生。這種新型發(fā)泡鞋底用水作為發(fā)泡劑，具有與氟氯烴發(fā)泡微孔聚氨酯鞋底基本相同的性能，而且加工設(shè)備和工藝改動(dòng)不大。在PU泡沫中，水發(fā)泡體系的反應(yīng)包括多元醇與異氰酸酯的反應(yīng)以及異氰酸酯與水的反應(yīng)，此兩步反應(yīng)幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，每一步都直接影響泡沫的生成過程和泡沫的結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)生成的脲和氨基甲酸酯的反應(yīng)達(dá)到一定的平衡狀態(tài)時(shí)，才能生成穩(wěn)定的PU泡沫結(jié)構(gòu)。前者主要生成聚合物軟段，而后者生成聚合物的硬段。在低密度下，泡孔的閉孔率高，則支撐泡孔的強(qiáng)度不夠，制品易收縮。雖然水發(fā)泡鞋底表面沒有一個(gè)致密層，但其抗磨特性與氟氯烴發(fā)泡劑制作的鞋底不相上下。目前世界上生產(chǎn)化學(xué)助劑的廠商已開始向用戶提供環(huán)保新品。如德國高斯米特化工公司為水發(fā)泡微孔聚氨酯開發(fā)出各種助劑，包括降低水發(fā)泡微孔聚氨酯產(chǎn)生的粗糙感，增加水發(fā)泡微孔聚氨酯柔軟度的助劑。

    水發(fā)泡聚氨酯自結(jié)皮泡沫的最大缺點(diǎn)是彈性低以及尺寸穩(wěn)定性差，但可通過控制聚氨酯中氨基甲酸酯基團(tuán)的含量來改善彈性。其做法是：通過計(jì)算和調(diào)整配方，將A組分中相對(duì)分子質(zhì)量高的多元醇部分轉(zhuǎn)移到B組分中，取代B組分中聚氧化丙烯二醇，可得到理想的彈性材料。此外，通過調(diào)節(jié)A、B組分混合比的大小，可以控制泡沫成型動(dòng)力學(xué)等加工條件，從而將線性收縮率控制在0.5%~1.0%的適中范圍內(nèi)。

    3、提高耐滑性

    影響聚氨酯鞋材耐滑性的因素很多，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1)鞋底圖案、鞋底結(jié)構(gòu)及其式樣的設(shè)計(jì)。鞋底結(jié)構(gòu)和式樣決定了人在行走或跑動(dòng)等不同姿態(tài)下其接觸面和受力方向。2)接觸面類型及其粗糙程度和各種環(huán)境因素。3)鞋底材料的類型。

    4、聚氨酯彈性體光降解與變色問題

    盡管脂環(huán)族PU彈性體受紫外線(UV)輻射并不易變色，但脂環(huán)族異氰酸酯PU彈性體比芳香族PU彈性體更容易發(fā)生光降解。脂環(huán)族異氰酸酯型PU彈性體光降解隨著硬段質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增強(qiáng)硬段質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，經(jīng)過100h的UV輻射后變得越脆。芳香族異氰酸酯PU彈性體受UV輻射發(fā)生顏色變化，但它們表現(xiàn)出比脂環(huán)族異氰酸酯PU彈性體更好的機(jī)械性能和耐熱性能。芳香族異氰酸酯PU彈性體抗光降解隨著硬段質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增強(qiáng)，其拉伸強(qiáng)度在UV幅射100h后無明顯變化。為了提高PU鞋底的光穩(wěn)定性，可在配方中直接加入添加劑。添加劑通常分為三類：受阻胺光穩(wěn)定劑、UV吸收劑或抗氧劑。通過選擇這些添加劑的正確配伍，即可大大提高PU制品的抗UV穩(wěn)定性，這是源于此三類穩(wěn)定劑間的協(xié)同作用得以顯現(xiàn)的結(jié)果。

    我國是世界第一產(chǎn)鞋大國，年產(chǎn)鞋約50億雙，占全球產(chǎn)鞋量的42%。但目前聚氨酯在該產(chǎn)業(yè)的用量僅有2.8萬t/a，占鞋用總量的2%。而全世界制鞋業(yè)中聚氨酯材料占6.8%，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的歐洲，這個(gè)比例高達(dá)20%以上。由此可見，我國的聚氨酯鞋材市場潛力非常大，未來我國聚氨酯鞋材市場必將成為聚氨酯領(lǐng)域的一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，聚氨酯鞋材市場將被眾多商家看好。