APML丨高倍率热塑性弹性体注塑反压发泡成型新工艺的开发

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2024-04-10 / 行业新闻

热塑性弹性体在常温下具有橡胶的弹性，在高温下可进行塑化加工，具有高弹性、耐温性、耐磨性、抗老化等优点，其发泡材料具有轻质、环保、高回弹、耐久性等优点，广泛应用于鞋材、新能源、航空航天等领域。

弹性体传统发泡工艺：先将弹性体、交联剂、发泡剂和其他助剂通过密炼/开炼方式进行混炼，再进行模压发泡或注塑交联发泡。这种工艺的优势在于设备成本低、工艺技术简单，但具有化学发泡剂残留、交联边角料不易回收等缺点。近年来，物理发泡工艺引起广泛关注！

弹性体物理发泡的典型工艺包括：釜压、模压、挤出、注塑。每种工艺针对的产品形式不同，生产效率也不同。正是这些典型工艺，赋予了发泡产品丰富的多样性，从而能够满足各行各业的需求。

下表对每种典型工艺的特点进行了详细介绍：

物理发泡工艺具有环保、节能等众多优势，但是每种典型工艺都存在一些不足，例如：釜压、模压发泡生产效率低，产品形式单一且存在批次差异；挤出发泡成核驱动力不足，泡孔粗大；注塑发泡产品倍率低等。

鉴于此，开发了一种挤注发泡一体化新技术（如下表），该技术利用挤出发泡的混合与扩散、高效传质来形成好的均一性、提高生产效率，利用注塑发泡的高熔体压降速率和各种结构形状来提高成核率、丰富产品形式，利用反压的高气体压降速率来进一步提高成核率，从而提升发泡倍率。通过将这三种工艺的优势相结合，解决了单一工艺带来的问题。

通过与企业开展相关合作，利用该技术开发出了更加轻量化的鞋底材料（如下图），第一代产品已经在某品牌运动鞋上实现批量化生产，第二代产品正在研发过程中。此外，利用该技术制备了一系列弹性体发泡产品（TPU、TPAE），目前产品发泡倍率可达到9.49倍，回弹性达到62.203%，可以预见，该技术可以赋予产品更高的发泡倍率、更优异的回弹性与耐久性，这将进一步推进运动鞋在中底科技上的进步。

*本栏目由发泡者联盟与北京化工大学先进聚合物加工实验室（APML）共同发起

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