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2022年第八屆鞋材高峰論壇上，中國科學院化學研究所 朱平 博士為我們帶來《國產新型長碳鏈聚酰胺彈性體及其鞋材領域的應用》精彩分享。朱博士簡單介紹了尼龍彈性體的性能及應用，并分享了國產新型長碳鏈聚酰胺彈性體的研發歷程，該材料采用了生物基來源原料參與聚合，性能可控，可實現大量牌號的設計。
我來自中國科學院化學研究所，向大家匯報一下我們在新型長碳鏈聚酰胺彈性體及其在鞋材領域上的應用。來看一下這個長碳鏈聚酰胺彈性體，大家可能講的更多點是講PEBA，實際上從學術上，或者我們俗稱上有一些不同的說法，比如叫長碳鏈聚酰胺彈性體LCPAE，還有PEBA的說法，它實際上是有長碳鏈聚酰胺作為硬段，然后聚醚作為軟段共聚到一起的，具有一種微向分離結構的這樣的材料。
為什么講這個新型呢？實際上是我們開發的這個材料，可以使用生物發酵法制備的原料以及生物基原料來制備。那么某種程度上，它可以替代石化來源的PA12作為硬段，但是它并不是一個簡簡單單的替代。實際上這個材料它還有一些特殊之處。
大家可以看一下這個表，橫坐標是它的結晶溫度，縱坐標是它這個熔點。大家發現，PA12的這一系列彈性體的話，它的這個結晶溫度往往是比較低的。而用我們開發這個材料，結晶溫度是比較高的。
大家可以看一下右面這張圖，對于我們30D的這個樣品和40D的樣品，這兩個偏軟的這個樣品，我們的結晶溫度能做到120℃以上，這個時候，就給我們熱加工的定型帶來很多的便利，大大的提高它的效率。
此外，我們實現的這個25D到70D的多種硬度和模量牌號的設計。這是它的DMA曲線，那么我們可以根據用戶的一些需求，來特定控制它這些熱轉變的這個行為，包括來調控它的彈性也好或者是拉伸性能。
那么這是我們這個產品的外觀，大家可以看一下，基本是半透明的，微微的黃色的這種感覺。目前我們開發了幾個牌號就是KHX，那么后面ABCD是它一些數字。
首先我們要對這個PEBA新的初生料進行改性，使它穩定化。我們可以用一些拉伸熔體流變或者旋轉流變儀的方式來開發它的一些改性配方，然后讓它能在長時間下面保持一個穩定，同時有很好的這個拉伸熔體的強度。
大家可以看一下這個，左邊的初生料的發泡，如果大家沒有對它改性，它這個泡孔就是有點癟的，它是在發泡過程中，強度不足，部分坍塌了，這時候它的直徑就有25微米。
大家可以看一下改性料的發泡珠粒，它這個泡孔非常堅實，直徑32微米。這是兩個料非常顯著的一個對比。
那么我們也對這個材料進行了一些發泡條件的摸索，我們可以從改性料做到發泡7.4倍，或者發泡13倍，那么大家可以看一下這個右下這幅圖。
相當于是通過特定的發泡工藝，我們能控制這里面這個泡孔尺寸的大小，根據這個大小來控制它的密度，包括回彈的特性。我們可以說，到目前為止，我們成功開發了珠粒發泡成型的這個型號，而且能夠適用用戶現有的TPU發泡和成型設備進行加工。
PEBA發泡珠粒成型之后抗撕裂是一個很大的挑戰。如果我們把它這兩個珠粒放大來看的話，關鍵是在于它中間這個皮層部分能不能夠良好的接觸到一起并部分熔化，那么這點實際上是難度在哪了？就是我既能使皮層部分熔化，但是我這個壁的這個珠粒它沒有熔化，這樣既保持了表面的這個熔接，又能保持我整體的這個尺寸穩定性。
至于焊縫，通過這個SCM來看，我們現在一般焊縫能控制到10-20微米，這個PPT就向大家展示一下，我們KHX7035發泡成型件密度0.13g/m3這樣的一個壓縮的性能。
那么基本上的話，大家可以看一下這個，這張圖的這個插圖，這個粉紅色的這個位點，那么基本在多次的壓縮循環之后，它的這個能量回復率能做到90%以上，這個實測的數據是91.5%。
另外我們有一個正在開發的配方，我們的能量回復率能做到94%，接近到95%這個程度，那么但是那個料，它的一些加工性能比較特殊。
最后總結一下，我們中科院化學所與新元化學聯合攻關，實現了國產新型PEBA工業化量產，特點如下：
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我們擁有自主知識產權和專利群
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產品部分使用生物基的原料
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硬度我們可以從30D做到60D
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同時適應多種發泡工藝
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我們的定位就是致力為鞋材行業提供一個高性價比的新型PEBA材料，這些輕量化的技術方案，并且能根據這個用戶要求進行定制化開發，我想這個是我們的一個經驗，也是我們努力的一個方向。
原文始發于微信公眾號（艾邦彈性體網）：國產新型長碳鏈聚酰胺彈性體及其鞋材領域的應用
