超臨界發泡技術制備鞋底的過程和原理是什么
超臨界流體(SCF)是溫度和壓力均超過臨界點(如CO?的臨界溫度31.1℃、臨界壓力7.38MPa)的特殊狀態,兼具氣體和液體的性質。發泡核心原理:利用超臨界流體在聚合物中的溶解度隨壓力/溫度變化的特性,通過壓力驟降或溫度驟升使氣體過飽和,誘導氣泡成核,隨后冷卻定型形成微孔結構。
制備過程:
1. 珠粒發泡
步驟:
造粒:將TPU、EVA等原料與助劑混合,通過擠出機切成顆粒;
飽和浸漬:將顆粒放入高壓釜,注入超臨界CO?或N?,在50-90℃、10-50MPa下浸漬0.5-10小時;
泄壓發泡:快速打開閥門泄壓,氣體析出形成氣泡核,顆粒膨脹;
水蒸氣成型:將發泡顆粒充入模具,用水蒸氣加熱熔結,冷卻定型后得到鞋底。
特點:發泡倍率>10倍,泡孔均勻,但設備需防爆處理,成本較高。
2. 板材發泡
步驟:
擠出片材:將PEBAX等原料擠出成板材,加熱交聯;
高壓釜發泡:
一階段:注入超臨界N?(壓力≈70MPa),形成未完全膨脹的氣泡核;
二階段:降低壓力至≈20MPa,升溫使氣泡核二次膨脹,控制泡孔尺寸;
切削與模壓:將發泡片材激光切割成粗胚,砂輪打磨外形,模壓定型。
特點:泡孔密度高、結構均勻,但設備成本高,良品率依賴壓力控制。
3. 注塑發泡
步驟:
射出成型:將TPU等原料加熱軟化,注入中底模具形成冷胚;
高壓釜發泡:將冷胚放入高壓釜,注入超臨界流體,通過壓力驟降發泡;
模壓定型:發泡后的胚模在模具中受壓定型,避免過度膨脹導致彈性降低。
特點:適合復雜形狀制品,兼具輕量化與力學性能,但設備需耐高壓。
4. 連續擠出發泡
步驟:
熔融混合:將原料與超臨界流體在螺桿中混合;
擠出發泡:通過模頭擠出時壓力驟降,氣體析出發泡;
水下環切:將發泡條切成顆粒,直接用于后續成型。
特點:生產效率高、批次穩定,但設備投資大,國內技術尚不成熟。