中底是一雙運動鞋的核心部件，如果將一雙運動鞋比喻一輛車，則鞋面是車身，鞋底是輪胎，鞋中底就是懸掛系統(tǒng)，其重要性不言而喻。
對消費者來說，鞋中底可提供良好的穩(wěn)定性、緩沖回彈性，從而很好地保護腳。對各大鞋品牌廠商來說，鞋中底是最能發(fā)揮科技效用且影響運動表現(xiàn)較大的部位，可直接影響其核心競爭力。
鞋中底材料都會用到彈性體，那么目前鞋中底常用的彈性體都有哪些？鞋中底的發(fā)展趨勢又是什么呢？我們一起來看一下。
一、2019鞋中底常用彈性體分類
1. TPU
TPU是熱塑性聚氨酯彈性體的英文簡稱，是一種由二異氰酸酯、擴鏈劑、多元醇組成的嵌段共聚物。
其中多元醇組成的軟段表現(xiàn)出柔性和韌性，而二異氰酸酯作為硬段，賦予材料硬度和剛性，并且硬段結晶后作為物理交聯(lián)點，使TPU表現(xiàn)出高彈性。
因此TPU具有拉伸強度高、伸長率大，長期壓縮永久變形率低等顯著優(yōu)點，而發(fā)泡后的TPU即ETPU，會有良好的回彈性，一般泡沫落球回彈值可達到60%。
鞋材應用最為典型的例子便是阿迪達斯的Boost科技——全片式地采用了巴斯夫的ETPU，又俗稱爆米花，可給人帶來傳說中的“踩屎感”穿著體驗。
但因為一方面阿迪達斯品牌效應太重，會有抄襲嫌疑，另一方面ETPU加工設計難度大，限制了設計自由度，造成款式較單一，所以別的鞋品牌對ETPU中底熱情度不是很高。
總的來說，TPU作為常用鞋材彈性體，其爆發(fā)式增長一方面是因為阿迪Boost系列的巨大產(chǎn)量以及顛覆性影響，另一方面其優(yōu)異性能仍吸引著眾多鞋材上下游廠家去進行研究。
比如傳統(tǒng)物理發(fā)泡的ETPU會存在硬度較低的缺陷，通過控制發(fā)泡條件、復配不同硬度的TPU、引入密度低、彈性佳的其他彈性體等方案，可獲得硬度提高的超輕高回彈ETPU鞋中底，與超輕高回彈EVA制品相比，還具有較高的回彈率、較低的壓縮永久形變以及較佳的拉伸強度等特點。
2. EVA
EVA是乙烯、醋酸乙烯組成的無規(guī)共聚物，其中醋酸乙烯（VA）作為EVA分子鏈中的柔性鏈段，質量含量在 26%-40%之間，乙烯作為結晶鏈段，整體表現(xiàn)出一定的柔軟度和高彈性。
當初EVA材料的出現(xiàn)也是顛覆了人們對鞋中底材料的認知，純EVA發(fā)泡的回彈性一般在40-45%，遠比PVC、橡膠等材料回彈性好，并且其還具有材質輕、易加工等特點，從而在鞋中底得到大量的應用。
然而以EVA為基礎的發(fā)泡材料產(chǎn)品耐老化性能、耐屈撓性能、彈性和耐磨性較差，且EVA發(fā)泡材料的填充能力有限。
另外，ETPU的出現(xiàn)也使得人們對EVA材料提出了更高的要求，例如更低的硬度、更高的回彈、低壓縮形變等等，因此EVA橡塑并用就成為了目前各廠家的研究熱門。
EVA橡塑并用，會加入EPDM、POE、OBCs、TPE如SEBS充油等彈性體共混使用，利用EPDM橡膠性、POE高彈性、OBCs柔軟結晶性、TPE柔軟性等以達到共混改性目的，從而提升EVA發(fā)泡性能，回彈性一般可提高到50-55%，甚至更高。
3. EPDM
EPDM是三元乙丙橡膠的英文名，是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物，其主鏈是由化學穩(wěn)定的飽和烴組成，只在側鏈中含有不飽和雙鍵，故其耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優(yōu)異。
而它在鞋中底的應用主要是EVA橡塑并用，因為其含有乙烯組分，所以與EVA相容性較好，它可在一定程度上改善EVA的結晶度，從而提升EVA發(fā)泡的回彈性，并帶來耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能，其用量一般在15-25phr。
4. SEBS
SBS為苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，SEBS是SBS經(jīng)飽和加氫的產(chǎn)品，它們均屬于苯乙烯類熱塑性彈性體。
SBS防滑性、耐低溫性、絕緣性、加工性能都良好、拉伸強度大，加氫后，SEBS的紫外線穩(wěn)定性、抗氧化性、熱穩(wěn)定性都比較強，抗沖強度也大幅度提高。
目前在鞋中底上也是主要用于EVA橡塑并用，可帶來良好的柔軟性，讓EVA更富有橡膠觸感，且更輕，其用量一般在15-35phr。另外SEBS的吸油性非常好以及充填性不錯，可成為降成本的手段之一。
圖 SEBS鞋材
5. POE
POE是乙烯、辛烯無規(guī)共聚的熱塑性彈性體，屬于聚烯烴彈性體的一類，是陶氏化學以茂金屬為催化劑合成的具有窄相對分子質量分布和均勻短支鏈分布的彈性體材料，牌號是ENGAGE。
這種彈性體從2000年開始被應用于鞋材行業(yè)，目前在鞋中底的應用也主要是EVA橡塑并用，它比EVA更輕質，可帶來良好的拉伸強度，更好的觸感，本身的耐寒性、耐老化性、耐臭氧性、耐化學品性能都較優(yōu)，用量一般在20phr左右。
圖 POE鞋材
圖 POE鞋材
6. OBCs
OBCs是基于陶氏專利Chain Shuttling System 技術合成的半結晶熱塑性聚烯烴彈性體，牌號為Infuse。
它是一種烯烴嵌段共聚物，具有質量輕、回彈性好、質地柔軟等特性，純OBCs材料的回彈性可達到65%以上。
OBCs與EVA、POE相容性很好，基本每一個EVA橡塑配方里面都會有這三個組合，OBCs質量份一般在10-20phr，用于提高整體鞋中底發(fā)泡材料的性能。
OBCs除了在EVA橡塑并用中充當改性劑的作用，還可作為鞋中底的主要成分，含量可高達80phr，比如UA（安德瑪）的HOVR中底科技便是以OBCs為主，相比起傳統(tǒng) EVA 發(fā)泡材質，其在承受沖擊后能給予更多回饋能量，同時在動態(tài)壓縮測試下 HOVR 受力形變后回復程度也更好。
7. 其他
除了以上幾種彈性體，近期在鞋材中出現(xiàn)頻率較高的還有尼龍彈性體、丙烯基彈性體等，特別是尼龍彈性體，其作為全片式鞋中底的有耐克ZoomX科技，美津濃、彪馬、李寧等都有將其應用到鞋中底上。
更多細節(jié)可查看我們之前文章：
鞋材探索 l 爆米花ETPU之后，看尼龍彈性體PEBAX在耐克ZoomX的應用
鞋材動態(tài) l 淺談李寧?（bèng）鞋中底黑科技兩大亮點
但尼龍彈性體由于技術門檻高，目前絕大多數(shù)產(chǎn)能仍在國外廠家手里，如阿科瑪、贏創(chuàng)、日本宇部興產(chǎn)等，也限制了它主要應用于專業(yè)跑鞋等高端鞋品。
圖 Nike Zoom Vaporfly Elite 跑鞋
丙烯基彈性體目前主要有三個牌號，分別是陶氏的versify、埃克森美孚的vistamaxx和三井的tafmer，其添加在鞋材中會賦予鞋材良好的止滑性能和膚觸感，適合做居家拖鞋等。另外在保證一定的添加量前提下，作為鞋中底材料，也是可以滿足各項性能要求的。
更多細節(jié)可查看我們之前文章：
二、2019鞋中底發(fā)展趨勢
不管是ETPU還是EVA橡塑并用，它們主要都是奔著三個目標去的：更輕、更高回彈、更低壓縮形變，都是追尋一個更好的性能平衡點，就比如密度低了是有利于輕質，但不利于回彈性、硬度等力學性能，怎么使得更輕的同時還有良好的力學性能，是一個非常值得思考的問題。
1. 更輕
有研究表明，跑步過程中，膝蓋所受到的沖擊力大約是體重的3到5倍，而鞋子的重量每增加1克，人每跑 100米就會多消耗8%的體能，鞋子每減輕1克重量，就相當于減輕560克的重力負擔。
而一雙鞋子的重量主要取決于鞋中底的重量。目前一般鞋中底的發(fā)泡密度在0.2-0.3g/cm3，如果可以進一步降低這個密度，鞋中底的重量就可以進一步減輕。
除了從材料上進行變革，通過不同彈性體的復配也是一個不錯的減重途徑，而且成本也較新材料低。
比如特步的一份尼龍發(fā)泡鞋材專利通過加入尼龍共混物，使得整個鞋材能夠進行更大倍率的發(fā)泡，從而能夠減輕鞋材的比重，其相比傳統(tǒng)的EVA發(fā)泡體系，比重能夠降低至50％，拉伸強度可提升15％左右，另外POE的加入保證了鞋材的彈性。
2. 更高回彈
回彈性對于運動鞋來說是非常重要的一項力學性能，特別是籃球鞋，其良好的回彈性可助力籃球運動員有更出色的表現(xiàn)。
目前典型的鞋中底回彈性一般在55%-60%之間，通過改善混合物的結晶度，可有效提高最終發(fā)泡材料的回彈性，比如安踏的一份高反彈材料專利通過引入適當配方量的異戊橡膠、三元乙丙橡膠等橡膠組分，經(jīng)過一次發(fā)泡成型工 藝，能獲得反彈能力在70%以上的發(fā)泡材料，且各項力學性能良好。
3. 更低壓縮形變
壓縮形變是鞋中底疲勞性的體現(xiàn)，比如早期的EVA鞋中底，普遍存在一個穿久了會從軟變硬、發(fā)生較大永久形變的現(xiàn)象，非常影響消費者穿著體驗。
早期EVA鞋中底的壓縮形變量一般在35-40%，而通過彈性體復配，目前EVA橡塑并用鞋中底的典型壓縮形變量<35%。
綜上，2019鞋中底的發(fā)展趨勢主要是更輕、更高回彈、更低壓縮形變。
以上就是2019鞋中底常用彈性體分類和發(fā)展趨勢分析結論，僅供參考，如您有不同意見或有所補充，歡迎進群一起交流探討！
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END
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第五屆鞋材彈性體高峰論壇邀請函
The fifth shoe material elastomer Summit Forum
新工藝、新材料、新思路
（2019年3月29日 星期五）
晉江愛樂國際酒店
主辦單位：艾邦高分子
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