EVA轻质发泡弹性鞋材，看此一篇就够了~
EVA轻质发泡弹性鞋材的研制
目前运动鞋底绝大部分都是EVA(乙烯／醋酸乙烯共聚物)及其与橡胶、塑料等共混并用的发泡材料。然而这些鞋底，存在着共同的缺点，即成型工艺复杂、成本高、回收再利用困难。运动鞋轻便、超轻化、工艺简单并能保持其优异的性能，就成为鞋材开发的主要方向。下面从配方与工艺方面入手进行研究，获得具有优异性能的EVA轻质发泡弹性鞋材。
原料：
EVA460，VA(醋酸乙烯)含量18％(质量分数，下同)，熔体流动速率2．5 g／10min，美国杜邦公司；交联剂(99％以上)，上海高桥石化精细化工公司；发泡促进剂，塑料级，荣江公司；发泡剂，AD300，上海嘉威塑料助剂公司；经表面处理CaCO3；其他助剂，市售。
工艺流程图：
结果与讨论
一. 配方组成对制品性能影响
1.发泡促进剂对发泡工艺影响
发泡促进剂的作用是直接活化发泡剂，降低发泡剂分解温度，以使发泡与交联匹配。为了考察对发泡剂的影响，在注射成型条件相同、交联剂及发泡剂用量固定的条件下，选用了3种促进剂：A，B，C。A，B，C的配方及其对制品力学性能的影响见表1、表2。
实验发现，在相同的成型工艺下，3种促进剂的用量不同，对整个工艺的操作和理化性能有很大影响。A是一种很好的加工助剂，有利于加工过程，同时也可软化物料，降低发泡剂的分解温度，有利于制品脱模；但是，如果用量不当，过多则会造成酸性太强，使活性游离基被转移，从而延缓了交联，对弹性和压缩变形都不利，另外还有析出吐霜的可能。B是一类聚合物分子内润滑剂，也可降低发泡剂的分解温度。而促进剂C是碱性氧化物，可中和整个体系中的酸性，同时他还能有效地降低发泡剂的分解温度，促进交联和发泡的顺利进行。适当的促进剂C用量还有利于使闭孔发泡材料气孔结构均匀细密，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补充，起协同作用，但三者有一个协同平衡范围。经过试验，发现A为0.50％，B为0.50％，C为0.80％较为合适。
2.发泡剂用量对制品性能的影响
固定工艺条件和其他配方组成，改变发泡剂的用量，考察发泡剂用量对制品性能的影响(见表3)。
从表3可以看出，发泡剂的用量对气泡形成和增长影响很大。发泡剂用量太大时，会产生气泡的合并而引起泡孔尺寸分布不均匀。发泡剂用量以控制气泡在模腔内开始形成为佳。而且发泡剂用量对硫化程度有非常大的影响，过量时产生过硫化，物料内部产生较大的气孔，性能较差，而且物料变黄，尤其有碍于白色和浅色物料的正常调色。但发泡剂量少时，物料发泡不正常，硫化明显不足。
3.交联剂含量对制品性能影响
固定工艺条件和其他配方组成，改变交联剂的含量，考察交联剂含量对制品性能影响，见表4。
从表4可以观察到材料的熔体流动速率、制品的密度与交联剂的含量有密切关系。随着交联剂含量的增加，熔体流动速率逐渐降低，密度先逐渐变小后又逐渐趋于稳定，出现一最小值。这主要是由于随着交联剂加入量的增加，熔体交联度逐渐增大，逐渐提高了熔体粘度和表面张力，降低了熔体流动速率。当交联剂含量低于0.08％时，熔体流动性能表现较好，随着交联剂用量的增加，表面张力逐渐提高，有利于泡孔的形成和增长；当交联剂含量大于0.09％时，熔体流动性能较差，粘度大，可能导致过硫化，物料变得僵硬，变脆，表现为制品拉伸强度、撕裂强度、伸长率都有下降，甚至收缩率变大，不利于气泡的膨胀；当交联剂用量少时，硫化交联不足，发泡不正常。经试验，交联剂含量较佳范围为0.07％～0．08％。
4.弹性体NR(天然橡胶)对发泡工艺影响
用NR改性的EVA鞋料，可克服单用EVA时打滑、不耐穿刺和低温变硬等缺点，同时NR也改善了EVA树脂的粘弹性，提高共混材料的耐磨性与耐折性。经注射成型制成制品，NR含量与制品密度的关系如图2所示。
由图2可以看出，制品密度出现一个最低点，对应NR为10份左右。分析其原因，可能是NR增大到10份时，体系已具备一定的粘弹性，那些颗粒较细的发泡剂提前分解产生的气体形成较多气泡，因而制品密度呈下降趋势。而当NR含量继续增加时，体系的粘弹性继续增大。粘弹性过大就有可能阻碍气泡膨胀，制品密度又逐渐增大。NR最优值在10份左右。
二.发泡成型工艺对制品性能的影响
1.成型塑化温度对制品性能的影响
固定材料配方和其他工艺，改变机筒温度，试验结果见表5。
从表5可以看出，温度低，制品密度大；温度太高，制品表面严重塌陷、开裂，泡孔尺寸不均。因为温度低时，交联剂、发泡剂分解受阻，导致交联度低，达不到发泡所要求的粘弹性，发泡剂分解不完全，熔体内部不会产生过饱和气体，因此得不到理想的发泡制品。温度太高，一方面使交联剂、发泡剂分解太快，熔体来不及松弛，发泡极不稳定；另一方面使熔体粘度过低，表面张力小，致使泡孔破裂或并孔。因此在成型加工过程中，应适当控制塑化温度，才能得到较好的发泡制品。
2.注射压力对制品密度的影响
通过注射时间的快慢，来考察注射压力的大小对制品密度的影响。改变注射时间，固定配方和其他工艺条件，进行试验，结果见表6。
从表6试验数据可见，提高注射压力可得到泡孔尺寸小且分布均匀的发泡制品。这主要是因为：
(1)在高注射压力下，气泡只在熔料流过流道后，熔体中建立起来的应力在模腔里开始释放时才产生。
(2)提高注射压力可缩短充模时间，这意味着在充模时气泡没有较长时间可用于增长。
(3)注射压力越高，熔体中储存的能量就越多，应力能得到松弛所需的时间就越长，这样，气泡只有经过一段时间后才能增长。在低注射压力下，模腔里的空气就有足够的时间逸出模腔外；而在高注射压力下，由于空气来不及逸出，就会在熔体中产生一附加压力，从而推迟了气泡的形成和增长。综上几个原因，要得到理想的制品，应提高注射压力，即提高注射速度。较理想的注射时间为1～3 s。
3.模具温度对制品密度的影响
试验中对模具不采取冷却措施，让模具温度随充模次数的增多而逐渐提高。通过测量模具温度和对应的制品密度来考察模具温度与密度之间的关系，试验结果见表7。
从表7可以看出，随着模具温度的提高，制品密度逐渐降低，但试验中发现，当模具温度过高时，制品表面出现局部膨胀。这主要是由于充模时，当热熔体接触模壁时粘度增加很快，气泡还来不及形成就给“冻结”住了，使得靠近制品表层的气泡不易生长大，形成一层不发泡或少发泡的表层，且表层厚度的大小，与模具温度有密切关系。模具温度越高，对靠近制品表层的气泡生长越有利，表层厚度也越薄，但当模具温度太高时，由于制品表面冷却不够，承受不住发泡芯部的压力，而出现局部膨胀现象。
