目前運(yùn)動(dòng)鞋底絕大部分都是EVA(乙烯／醋酸乙烯共聚物)及其與橡膠、塑料等共混并用的發(fā)泡材料。然而這些鞋底，存在著共同的缺點(diǎn)，即成型工藝復(fù)雜、成本高、回收再利用困難。運(yùn)動(dòng)鞋輕便、超輕化、工藝簡(jiǎn)單并能保持其優(yōu)異的性能，就成為鞋材開發(fā)的主要方向。下面從配方與工藝方面入手進(jìn)行研究，獲得具有優(yōu)異性能的EVA輕質(zhì)發(fā)泡彈性鞋材。
1. 發(fā)泡促進(jìn)劑對(duì)發(fā)泡工藝影響
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在相同的成型工藝下，3種促進(jìn)劑的用量不同，對(duì)整個(gè)工藝的操作和理化性能有很大影響。A是一種很好的加工助劑，有利于加工過程，同時(shí)也可軟化物料，降低發(fā)泡劑的分解溫度，有利于制品脫模；但是，如果用量不當(dāng)，過多則會(huì)造成酸性太強(qiáng)，使活性游離基被轉(zhuǎn)移，從而延緩了交聯(lián)，對(duì)彈性和壓縮變形都不利，另外還有析出吐霜的可能。B是一類聚合物分子內(nèi)潤(rùn)滑劑，也可降低發(fā)泡劑的分解溫度。而促進(jìn)劑C是堿性氧化物，可中和整個(gè)體系中的酸性，同時(shí)他還能有效地降低發(fā)泡劑的分解溫度，促進(jìn)交聯(lián)和發(fā)泡的順利進(jìn)行。適當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)劑C用量還有利于使閉孔發(fā)泡材料氣孔結(jié)構(gòu)均勻細(xì)密，提高高制品的理化性能。A，B，C三者的作用各不相同又互相補(bǔ)充，起協(xié)同作用，但三者有一個(gè)協(xié)同平衡范圍。經(jīng)過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)A為0.50％，B為0.50％，C為0.80％較為合適。
2.發(fā)泡劑用量對(duì)制品性能的影響
固定工藝條件和其他配方組成，改變發(fā)泡劑的用量，考察發(fā)泡劑用量對(duì)制品性能的影響如下圖3。
從表3可以看出，發(fā)泡劑的用量對(duì)氣泡形成和增長(zhǎng)影響很大。發(fā)泡劑用量太大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣泡的合并而引起泡孔尺寸分布不均勻。發(fā)泡劑用量以控制氣泡在模腔內(nèi)開始形成為佳。而且發(fā)泡劑用量對(duì)硫化程度有非常大的影響，過量時(shí)產(chǎn)生過硫化，物料內(nèi)部產(chǎn)生較大的氣孔，性能較差，而且物料變黃，尤其有礙于白色和淺色物料的正常調(diào)色。但發(fā)泡劑量少時(shí)，物料發(fā)泡不正常，硫化明顯不足。
3.交聯(lián)劑含量對(duì)制品性能影響
固定工藝條件和其他配方組成，改變交聯(lián)劑的含量，考察交聯(lián)劑含量對(duì)制品性能影響，見表4。
從表4可以觀察到材料的熔體流動(dòng)速率、制品的密度與交聯(lián)劑的含量有密切關(guān)系。隨著交聯(lián)劑含量的增加，熔體流動(dòng)速率逐漸降低，密度先逐漸變小后又逐漸趨于穩(wěn)定，出現(xiàn)一最小值。這主要是由于隨著交聯(lián)劑加入量的增加，熔體交聯(lián)度逐漸增大，逐漸提高了熔體粘度和表面張力，降低了熔體流動(dòng)速率。當(dāng)交聯(lián)劑含量低于0.08％時(shí)，熔體流動(dòng)性能表現(xiàn)較好，隨著交聯(lián)劑用量的增加，表面張力逐漸提高，有利于泡孔的形成和增長(zhǎng)；當(dāng)交聯(lián)劑含量大于0.09％時(shí)，熔體流動(dòng)性能較差，粘度大，可能導(dǎo)致過硫化，物料變得僵硬，變脆，表現(xiàn)為制品拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率都有下降，甚至收縮率變大，不利于氣泡的膨脹；當(dāng)交聯(lián)劑用量少時(shí)，硫化交聯(lián)不足，發(fā)泡不正常。經(jīng)試驗(yàn)，交聯(lián)劑含量較佳范圍為0.07％～0．08％。
4.彈性體NR(天然橡膠)對(duì)發(fā)泡工藝影響
用NR改性的EVA鞋料，可克服單用EVA時(shí)打滑、不耐穿刺和低溫變硬等缺點(diǎn)，同時(shí)NR也改善了EVA樹脂的粘彈性，提高共混材料的耐磨性與耐折性。經(jīng)注射成型制成制品，NR含量與制品密度的關(guān)系
由圖2可以看出，制品密度出現(xiàn)一個(gè)最低點(diǎn)，對(duì)應(yīng)NR為10份左右。分析其原因，可能是NR增大到10份時(shí)，體系已具備一定的粘彈性，那些顆粒較細(xì)的發(fā)泡劑提前分解產(chǎn)生的氣體形成較多氣泡，因而制品密度呈下降趨勢(shì)。而當(dāng)NR含量繼續(xù)增加時(shí)，體系的粘彈性繼續(xù)增大。粘彈性過大就有可能阻礙氣泡膨脹，制品密度又逐漸增大。NR最優(yōu)值在10份左右。
二.發(fā)泡成型工藝對(duì)制品性能的影響
1.成型塑化溫度對(duì)制品性能的影響
固定材料配方和其他工藝，改變機(jī)筒溫度，試驗(yàn)結(jié)果見表5。
從表5可以看出，溫度低，制品密度大；溫度太高，制品表面嚴(yán)重塌陷、開裂，泡孔尺寸不均。因?yàn)闇囟鹊蜁r(shí)，交聯(lián)劑、發(fā)泡劑分解受阻，導(dǎo)致交聯(lián)度低，達(dá)不到發(fā)泡所要求的粘彈性，發(fā)泡劑分解不完全，熔體內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生過飽和氣體，因此得不到理想的發(fā)泡制品。溫度太高，一方面使交聯(lián)劑、發(fā)泡劑分解太快，熔體來不及松弛，發(fā)泡極不穩(wěn)定；另一方面使熔體粘度過低，表面張力小，致使泡孔破裂或并孔。因此在成型加工過程中，應(yīng)適當(dāng)控制塑化溫度，才能得到較好的發(fā)泡制品。
2.注射壓力對(duì)制品密度的影響
通過注射時(shí)間的快慢，來考察注射壓力的大小對(duì)制品密度的影響。改變注射時(shí)間，固定配方和其他工藝條件，進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表6。
從表6試驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，提高注射壓力可得到泡孔尺寸小且分布均勻的發(fā)泡制品。這主要是因?yàn)椋?/span>
(1) 在高注射壓力下，氣泡只在熔料流過流道后，熔體中建立起來的應(yīng)力在模腔里開始釋放時(shí)才產(chǎn)生。
(2) 提高注射壓力可縮短充模時(shí)間，這意味著在充模時(shí)氣泡沒有較長(zhǎng)時(shí)間可用于增長(zhǎng)。
(3) 注射壓力越高，熔體中儲(chǔ)存的能量就越多，應(yīng)力能得到松弛所需的時(shí)間就越長(zhǎng)，這樣，氣泡只有經(jīng)過一段時(shí)間后才能增長(zhǎng)。在低注射壓力下，模腔里的空氣就有足夠的時(shí)間逸出模腔外；而在高注射壓力下，由于空氣來不及逸出，就會(huì)在熔體中產(chǎn)生一附加壓力，從而推遲了氣泡的形成和增長(zhǎng)。綜上幾個(gè)原因，要得到理想的制品，應(yīng)提高注射壓力，即提高注射速度。較理想的注射時(shí)間為1～3 s。
3.模具溫度對(duì)制品密度的影響
試驗(yàn)中對(duì)模具不采取冷卻措施，讓模具溫度隨充模次數(shù)的增多而逐漸提高。通過測(cè)量模具溫度和對(duì)應(yīng)的制品密度來考察模具溫度與密度之間的關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果見表7。
從表7可以看出，隨著模具溫度的提高，制品密度逐漸降低，但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)模具溫度過高時(shí)，制品表面出現(xiàn)局部膨脹。這主要是由于充模時(shí)，當(dāng)熱熔體接觸模壁時(shí)粘度增加很快，氣泡還來不及形成就給“凍結(jié)”住了，使得靠近制品表層的氣泡不易生長(zhǎng)大，形成一層不發(fā)泡或少發(fā)泡的表層，且表層厚度的大小，與模具溫度有密切關(guān)系。模具溫度越高，對(duì)靠近制品表層的氣泡生長(zhǎng)越有利，表層厚度也越薄，但當(dāng)模具溫度太高時(shí)，由于制品表面冷卻不夠，承受不住發(fā)泡芯部的壓力，而出現(xiàn)局部膨脹現(xiàn)象。
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