李磊
际华三五一三实业有限公司 陕西 西安 710000
摘要：热塑性聚氨酯的运用中，需要不断对其性能强化进行探索，取代聚氨酯制鞋材料，克服聚氨酯鞋用材料中防滑性较差等问题，通过运用热塑性聚氨酯，同时在其中加入表面改性硫化橡胶粒子、软化剂等助剂成分，改善性能，强化其性能优势和价格优势。本文对热塑性聚氨酯在制鞋材料中应用的问题进行了探讨，结合热塑性聚氨酯的性能优化措施及性能，分析了热塑性聚氨酯在制鞋材料中的应用效果。
关键词：热塑；聚氨酯；制鞋；材料；应用
前言：使用聚氨酯作为鞋底材料，目前在我国正处于发展中阶段，每年的聚氨酯材料消耗数量在全国的制鞋总量中占比并不高，仍旧需要更进一步的探索和发展。由于聚氨酯的环保性能较差，缺少重复利用的环保价值，因此当出现成型不良或鞋底破损等问题时，只能将其销毁，无法进行重复使用，增加了成本投入，破坏了生态环境，热塑性聚氨酯的应用受到了越来越多的关注。
一、热塑性聚氨酯在制鞋材料中应用的问题分析
热塑性聚氨酯和普通交联型聚氨酯之间有着相似的性能，在制鞋材料的应用中，用热塑性聚氨酯替代普通交联型的聚氨酯，目前仍旧存在以下问题。首先是价格方面的问题，我国的热塑性聚氨酯价格远远高于普通交联型的聚氨酯价格，大概相差二到三倍，甚至和PVC材料相比，超过了PVC材料的五倍之多，由于价格较高，在制鞋材料的应用中，热塑性聚氨酯材料的研究和发展受到了一定的阻碍，另外热塑性聚氨酯材料存在密度和柔软性方面的不足问题。此背景下的热塑性聚氨酯制鞋材料应用，有必要从降低密度和硬度两个方面着手，通过添加成本较低的改性硫化橡胶粒子、油脂类物质等方式，降低热塑性聚氨酯材料的密度和硬度，提高在制鞋材料中的应用效果[1]。
二、热塑性聚氨酯的性能优化措施
运用热塑性聚氨酯硫化橡胶粒子复合表面改良剂、软化剂、以及各种工业级助剂，对热塑性聚氨酯的性能进行优化，使用高速搅拌机、橡胶粉碎机、橡胶切破机、同向双螺杆挤出机、注射机、弹性试验机等实验设备，向热塑性聚氨酯中加入配置材料，提高其应用性能和效果。
（一）硫化橡胶粒子
热塑性聚安酯中加入硫化橡胶粒子，首先对废硫化橡胶制品进行处理，通过切破、破碎、粉末等方式，制作出200到300目左右的硫化橡胶粒子后。将其运用到热塑性聚氨酯的性能优化中。硫化橡胶粒子是轮胎胎面的基础上制作而来，硫化橡胶粒子材料中含有SBR，NR以及其它成分。
（二）复合表面改性剂
在热塑性聚氨酯中，硫化橡胶粒子是很难分散开的，因此需要采取一定的措施，对硫化橡胶粒子的表面进行改性，通过使用复合表面改性剂，促进硫化橡胶粒子在热塑性聚氨酯中的分散效果，将硫化橡胶粒子和热塑性聚氨酯混合在一起[2]。
（三）交联剂
交联剂能够改变线形或轻度支链型聚合物的结构，使其变成三维网状结构，交联剂的选用中，DCP的使用范围最为广泛，因为DCP和热塑性聚氨酯之间的交联效率较高，并且有着挥发性、耐热性好的特点，制品的压缩变形可能性较小，整体性能良好。
（四）发泡剂
热塑性聚酯胺在制鞋材料的运用中，加入发泡剂，以有机化学发泡剂AC为主，其发气量较大，每克大概能产生270毫升的气体，其中一氧化碳含量占30%，氮气占60%以上。
并且选用适量的氧化锌加入到配方中，能够对AC发泡的温度进行有效的调节，保证AC发泡和鞋底成型加工的温度之间适合。
（五）软化剂
选用软化剂加入到配方中，以DOP软化剂为主，因为DOP软化剂的适应性较强，和大多数的工业用树脂与溶胶均可以相容，其挥发性小、耐紫外光强度较高、增速效率良好，整体的综合性能较强。同时具有良好的耐寒性、迁移性、柔软性以及电性能，因此运用到材料的配置和选择中，能够有效提高热塑性聚脂安在制鞋材料中的应用有效性[3]。
设计复合配方，通过对最终产品的价格分析，将热塑性聚氨酯材料和改性硫化橡胶粒子的混合比设置为40:60，在高速搅拌机中对硫化橡胶粒子进行改性之后，加入热塑性聚氨酯和混合助剂，搅拌在一起后通过双螺杆挤出机将造粒挤出，最后运用注射剂进行标准样条的制作，以此展开性能测试。
三、热塑性聚氨酯的性能分析
经过分析发现改性硫化橡胶粒子对热塑性聚氨酯性能具有一定影响，通过在热塑性聚氨酯中加入改性硫化橡胶粒子，对比热塑性聚氨酯的性能变化可以发现，将表面改性橡胶粒子和热塑性聚氨酯混合在一起，通常和纯热塑性聚氨酯相比重要性能只有微小的损失。这是因为对硫化橡胶粒子的表面进行改性处理后，硫化橡胶粒子最外层分子的主链上形成了极性官能团，其中包括羟基、羧基和羰基，提高硫化橡胶粒子表面的浸润效果，促进其分散性效果，使其能够在热塑性聚氨酯中更容易分散，并且呈现出岛向分散的状态。除此之外，纯热塑性聚氨酯以及聚氨酯均有一个普遍的缺陷问题，就是在湿表面上很容易出现打滑的现象，表面改性橡胶离子加入到热塑性聚氨酯配方中，能够提高其湿摩擦因数，大概增加20%左右，几乎达到了纯橡胶配方的湿摩擦水平。所以表面改性橡胶粒子和其它普通的填料代替物有所不同，表面改性橡胶粒子可以作为热塑性聚氨酯高聚物基体材料的替代物，混合两种材料，构成新型的复合材料，将热塑性聚氨酯、聚氨酯与橡胶材料的优点及性能优势集合在一起。软化剂用量对复合材料硬度形成了一定影响，增加软化剂的用量，能够降低复合材料的整体硬度，但是当软化剂含量超出了30%，会抽出少量的DOP。交联剂用量对复合材料发泡倍率的影响则是发泡剂AC的用量不变，使用相同工艺时改变交联剂DCP的用量，能够使复合材料发泡倍率随着交联剂用量的增长而加强[4]。
四、热塑性聚氨酯在制鞋材料中的应用分析
在热塑性聚氨酯中加入改性硫化橡胶粒子软化剂流、发泡剂、交联剂等助剂，成本投入较低，增加了热塑性聚氨酯材料的硬度和密度，解决了热塑性聚氨酯材料在制鞋投入成本较高的问题，实现了热塑性聚氨酯取代PU材料的目标。热塑性聚氨酯材料与表面改性硫化橡胶粒子混合在一起，形成复合材料后，性能有所强化，和PU材料性能接近，具有耐磨、密度低、柔软的优点，同时提高了防滑效果，改变了纯热塑性聚氨酯和聚氨酯材料防滑性不足的缺陷问题。此类复合材料的有效运用，提高了我国制鞋材料的先进水平，该复合材料的边角料能够发挥其环保性能，实现回收再利用，可以通过注塑，发挥其优异性能，制造出多种鞋底。打破了PU鞋材的应用限制，制造出多种高中档鞋底，提高了制鞋企业的经济效益[5]。
结论：综上所述，聚氨酯作为鞋底材料目前存在防滑性不足、环保性不足等普遍的问题，而热塑性聚氨酯材料能够运用到制鞋材料应用中，取代普通的交联型聚氨酯鞋材，二者的性能相似，解决热塑性聚氨酯的成本和密度柔软性问题。加大热塑性聚氨酯在制鞋材料中的有效运用，以此提高制鞋材料运用的综合水平，促进我国制鞋产业未来的更进一步可持续发展。
参考文献：
[1]信支援,邱丽雁,等.改性热塑性聚氨酯弹性体的超临界发泡及其在鞋材上的应用[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2020,41(04):88-93.
[2]李亚光.聚乳酸与聚氨酯弹性体复合材料的制备及性能研究[D].西安理工大学,2020.
[3]牟富鹏,田洪池,等.功能型热塑性聚氨酯弹性体的发展趋势探究[J].弹性体,2020,30(03):78-82.
[4]钱伯章.特种聚氨酯弹性体材料[J].合成材料老化与应用,2019,48(05):157.
[5]李磊.常用制鞋材料热舒适性能初探[J].西部皮革,2018,40(22):4.