一、PEBA材料简介
尼龙弹性体是聚酰胺系热塑性弹性体的俗称,英文名是Thermoplastic polyamide-based elastomer,缩写为TPAE,是指由刚性聚酰胺硬段和柔性聚醚或聚酯嵌软段组成的热塑性半结晶型共聚物。
根据硬段和软段组分的不同,TPAE有比较多的种类。目前市面上绝大部分的尼龙弹性体为聚醚酰胺嵌段共聚物,简写为PEBA。
对于尼龙弹性体材料来说,聚醚软段赋予了它优异的柔韧和高回弹性能,聚酰胺硬段赋予了它足够的刚度,并且具有出色的低温抗冲击性能。
PEBA结构通式
与其他热塑性弹性体(如TPU、SBC、TPEE等等)相比,PEBA有着综合性能好、加工性好、质量轻等优点,同时具备良好的柔韧、回弹、低温抗冲击等性能。
综合来看,尼龙弹性体具有超轻质、高强度、柔韧、耐久、高回弹、高抗冲、耐低温、透气、永久抗静电等特性,被广泛应用于运动鞋、体育用品、消费电子产品、防水服饰、医疗等领域。
二、PEBA生产工艺
PEBA 的生产过程涉及聚酰胺和聚醚链段的缩聚反应。生产这些共聚物的两种主要方法是熔融缩合法和溶液缩聚法。
熔融缩合法工艺中,聚酰胺和聚醚链段在高温下发生聚合反应。最终产品被冷却并制成颗粒。这种方法通常因其成本效益高和生产出具有优异机械性能的材料而受到青睐。
如可通过两步法合成PEBA材料,首先用内酰胺、氨基酸制备二羧基封端的聚酰胺嵌段,使用二元酸为链终止剂进行聚合;所得齐聚物与聚醚二元醇在高温真空下,以过渡金属烷氧基盐催化进行缩聚,如下图所示。
溶液缩聚法涉及在引发聚合反应之前将聚酰胺和聚醚片段溶解在共同溶剂中。反应后,将所得聚合物沉淀、过滤和干燥。虽然此方法可以生产具有更广泛性能的 PEBA,但它通常比熔融缩聚法更昂贵且更耗时。
尼龙弹性体合成技术门槛较高,全球供应商并不多,生产企业主要有阿科玛、赢创、宇部兴产、心源科技、旭阳科技、新元化学等,除此之外,还有巴陵石化、万华化学、山东广银、东辰瑞森等。
三、PEBA发泡鞋材应用
尼龙弹性体在鞋材方面的应用,早期是作为硬质弹性板块,比如鞋底的支撑部件等等。近年来,随着发泡后优异的回弹性能及超低密度被挖掘,尼龙弹性体作为发泡中底开始得以应用推广。
由于PEBA成本较高,通常使用PEBA混合EVA、TPU等材料进行发泡,以降低成本。从运动品牌的相关鞋款来看,PEBA可采用类似ETPU的方式(超临界发泡)做鞋中底,就是通过珠粒发泡再成型,也可以片材发泡后裁切成中底,以及小发大工艺。
万华化学尼龙12弹性体
尼龙弹性体作为发泡中底的黑科技及应用案例有不少,比如耐克的ZoomX技术,被应用在4%、NEXT%等跑鞋上,还有李宁䨻(bèng)和飞电,还有Reebok Floatride、特步竞速160X、361°飞燃等等。
Nike Zoom Vaporfly Elite 跑鞋
Reebok Floatride
李宁左绝影、右飞电2.0 Elite10
特步射胚发泡XTEP ACE中底
361°飞燃
来源:艾邦弹性体网综合整理
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