TPU在鞋大底應(yīng)用的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

TPU，全稱是熱塑性聚氨酯彈性體，是一種由低聚物多元醇軟段與二異氰酸酯-擴(kuò)鏈劑硬段構(gòu)成的線性嵌段共聚物。由于TPU具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、高韌性、高彈性、高模量，還具有耐化學(xué)腐蝕、耐磨、耐油、減震能力強(qiáng)等優(yōu)異的綜合性能，加工性能好，被廣泛應(yīng)用于鞋材、電纜、薄膜、管材、汽車、醫(yī)療等行業(yè)。

其中鞋材占比高達(dá)31%，是TPU應(yīng)用的主要市場，具體包括運(yùn)動(dòng)鞋、皮鞋、登山鞋、氣墊、鞋幫、標(biāo)牌等等。以運(yùn)動(dòng)鞋為例，隨著低碳環(huán)保、綠色可持續(xù)的發(fā)展趨勢(shì)愈演愈烈，TPU正在成為越來越常見且重要的鞋材彈性體，其應(yīng)用從標(biāo)牌、鞋舌等小配件，進(jìn)階到物理發(fā)泡的主要緩震中底，再升級(jí)到可回收利用的100%TPU鞋子。得益于100%TPU運(yùn)動(dòng)鞋的應(yīng)用趨勢(shì)，雖然距離它大規(guī)模量產(chǎn)落地還有很遠(yuǎn)的路要走，但激發(fā)了人們對(duì)于未來環(huán)保鞋材開發(fā)應(yīng)用的想象，因此TPU鞋面、TPU鞋大底等應(yīng)用越發(fā)受到關(guān)注。 TPU具有較好的生物相容性、無毒、無過敏反應(yīng)性、無局部刺激性、無致熱源性，因此廣泛應(yīng)用在醫(yī)療。無錫綜合聚氨酯TPU值得推薦

研究人員通過椰子油制造生物基多元醇，用于硬質(zhì)聚氨酯泡沫。伊利甘理工學(xué)院可持續(xù)聚合物中心的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種方法，通過椰子油制造富含羥基的生物基多元醇。他們認(rèn)為這種生物基多元醇適用于保溫應(yīng)用。植物油需要進(jìn)行化學(xué)改性以插入必要的羥基，通常是通過雙鍵環(huán)氧化，然后進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)。雖然飽和油可以通過酯化和酰胺化進(jìn)行改性，但所產(chǎn)生的多元醇的羥基數(shù)仍然很低，這意味著如果要制造有效的硬質(zhì)聚氨酯泡沫，仍然需要用化石基多元醇進(jìn)行替代。椰子油被 用作多元醇的可再生原料來源，因?yàn)樗鼉r(jià)格低廉又儲(chǔ)量豐富?？茖W(xué)家們通過從椰子油中提取甘油三酯，并使其進(jìn)行甘油分解反應(yīng)，然后再進(jìn)行催化酰胺化反應(yīng)來克服這一問題。其結(jié)果產(chǎn)生了一種胺基多元醇，即p-CDEA，其羥基值為361mg KOH/g，高于早期基于椰子油的多元醇，其范圍為270-333 KOH/g。常州工業(yè)聚氨酯TPU供應(yīng)TPU電纜非常靈活，可以應(yīng)用于各種場合。這種電纜通常具有較小的尺寸和重量，可以方便安裝和移動(dòng)。

異氰酸酯賦予了TPU材料的強(qiáng)度，多元醇賦予了TPU材料的柔韌度。隨著原料配方的不一樣，TPU的硬度可以調(diào)節(jié)，且TPU具有優(yōu)異的耐磨性，十分適合用于制鞋上。TPU作為彈性體，是介于橡膠和塑料之間的一種材料。它有聚酯型和聚醚型之分。無鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來越多領(lǐng)域的環(huán)保要求。

大底：接觸地面的、 外層的一層鞋底稱之為大底。大底 重要的要求是防滑、耐磨。TPU底與普通橡膠鞋底相比，它具有質(zhì)量輕、耐磨性能好等特點(diǎn)。TPU鞋底解決了目前國內(nèi)塑料底和再生橡膠底容易斷底等問題和橡膠底容易開膠的問題。通過增加各種添加劑，使TPU鞋底在耐磨、耐油性、電絕緣、防靜電和耐酸堿性能方面有了很大的提高。TPU鞋底采用了新的加工工藝、成型工藝和外觀設(shè)計(jì)，鞋的各項(xiàng)安全性能更穩(wěn)定，且穿著美觀舒適、經(jīng)久耐用。

TPU的結(jié)構(gòu)參數(shù)。熱塑性聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)參數(shù) 為使 TPU滿足要求的物理性能，要對(duì)TPU進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。根據(jù)已有的TPU 分子結(jié)構(gòu)和物理性能之間的關(guān)系，合成出具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的材料。TPU 分子的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定了，材料的物理性能也基本上確定了。TPU 的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括軟段的含量和分子量、硬段的含量和分子量、異氰酸酯指數(shù)、TPU的聚合度（分子量）。 3.3.1 軟段的含量和分子量 組成TPU軟段的低聚物二醇一般是聚酯二醇或聚醚二醇，其分子量為500~4 000，**常用的分子量是1000~2000，詳情可查閱第2章內(nèi)容。低聚物二醇軟段分子量越大，相分離程度越高，斷裂伸長率、低溫性能和彈性等性能也越高。所以在設(shè)計(jì) TPU 分子結(jié)構(gòu)時(shí)，先要根據(jù)要求確定軟段分子量。軟段含量是指軟段在TPU中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，它與硬段含量加起來為100%。例如，TPU 軟段含量30%，硬段含量即為70%。增加軟段含量，TPU 的硬度、模量、撕裂強(qiáng)度等均下降，所以改變軟段含量是調(diào)整 TPU 物理性能的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。一般TPU 軟段含量范圍很寬，可達(dá)309%~90%。聚氨酯是一種極性聚合物，當(dāng)暴露在空氣中時(shí)，它會(huì)緩慢地吸收水分。

憑借其強(qiáng)度高、重量輕和生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢(shì)，聚氨酯復(fù)合材料不僅能滿足眾多工業(yè)應(yīng)用的性能要求，還能提高產(chǎn)品的使用壽命，減少碳排放和廢棄物的產(chǎn)生，助力可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。作為聚氨酯的發(fā)明者，材料制造商科思創(chuàng)一直致力于推動(dòng)聚氨酯復(fù)合材料應(yīng)用的創(chuàng)新和開發(fā)。聚氨酯復(fù)合材料應(yīng)用解決方案，其中包括應(yīng)用于窗框和光伏邊框的拉擠型材、風(fēng)機(jī)葉片、新能源電池包上殼體、配電桿和建筑外立面隔熱支架。這些產(chǎn)品涉及拉擠、高壓樹脂傳遞模塑成型（HP-RTM）、真空灌注以及纖維纏繞等復(fù)合材料生產(chǎn)工藝。TPU線纜具有極高的耐用性，能夠在各種惡劣環(huán)境下使用。這種線纜用聚氨酯材料制成，有很高的抗磨耐久屬性。揚(yáng)州技術(shù)聚氨酯TPU歡迎選購

聚氨酯電纜在渾濁下耐水性能是良好的，1～2 年內(nèi)不會(huì)發(fā)生明顯水解，尤其以聚醚系列更佳。無錫綜合聚氨酯TPU值得推薦

產(chǎn)生高分子量的TPU條件。在第一步反應(yīng)中，低聚物二醇和過量二異氰酸酯反應(yīng)生成氨酯鍵，從而形成端異氰酸酯基的線型鏈，其分子量和熔融黏度較低，便于與擴(kuò)鏈劑混合。在第二步反應(yīng)中，加入擴(kuò)鏈劑與端異氰酸酯基預(yù)聚物反應(yīng)，進(jìn)一步使預(yù)聚物分子結(jié)合成氨酯鍵，從而產(chǎn)生高分子量的TPU。 半預(yù)聚體法與預(yù)聚體法差別不大，它是將計(jì)量的低聚物二元醇和二異氰酸酯同時(shí)投入反應(yīng)釜中，進(jìn)行攪拌升溫，當(dāng)溫度升至70~75℃時(shí)投入計(jì)量的二元醇擴(kuò)鏈劑，迅速攪拌5~10 min后，溫度達(dá)100~105℃時(shí)倒入涂有脫模劑的瓷盤中，放入烘箱中80 ℃下（10~22 h)后形成生膠，再經(jīng)破碎即得到TPU成品。在間歇合成法中，根據(jù)原料的計(jì)量混合方式可分為手工計(jì)量法和機(jī)械計(jì)量法兩種。手工計(jì)量法適合小批量生產(chǎn)，TPU產(chǎn)品的加工性能和力學(xué)性能不穩(wěn)定，但設(shè)備、工藝和操作都簡單；機(jī)械混合法適合大批量生產(chǎn)，計(jì)量準(zhǔn)確，混合均勻，TPU產(chǎn)品的加工性能和力學(xué)性能比較穩(wěn)定，但設(shè)備投資高，操作復(fù)雜。 1）手工計(jì)量法 手工計(jì)量法是 簡單的合成TPU方法，其過程一般包括原料的稱量、混合、注盤、硫化、造粒。設(shè)備有不銹鋼反應(yīng)釜、電動(dòng)攪拌器、物料盤和破碎機(jī)。無錫綜合聚氨酯TPU值得推薦