熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)因具有高耐磨、高彈性、抗疲勞、耐化學(xué)性等諸多優(yōu)點(diǎn)，在鞋材、軟管、線纜護(hù)套、薄膜、膠粘劑、滾輪等方面廣泛應(yīng)用，其中鞋底的應(yīng)用最為常見。但是TPU用于鞋底有重量大、硬度高、減震性能差等缺點(diǎn)，因而應(yīng)用面受限制。
巴斯夫最早開發(fā)了世界上第一種發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體(Expanded Thermoplastic Polyurethane, E-TPU)，牌號(hào)為Infinergy，這種封閉的泡沫彈性粒子結(jié)合了TPU和泡沫的優(yōu)點(diǎn)，具有和橡膠一樣的彈性但質(zhì)量更輕。阿迪達(dá)斯將此種材料用于其運(yùn)動(dòng)鞋Energy Boost，銷量良好，該鞋具有輕質(zhì)、高彈、高回彈優(yōu)良性能，比聚乙烯和聚丙烯等常用運(yùn)動(dòng)鞋鞋底層產(chǎn)品效果好得多。
E-TPU是由無數(shù)個(gè)彈性十足的重量很輕的TPU發(fā)泡小球集結(jié)在一起的一種新型高分子材料，這種顆粒材料在發(fā)泡后，體積變?yōu)樵瓉淼氖丁＿@種材料能夠克服TPU原料重量大、硬度高、減震性能差等方面的缺點(diǎn)，并順應(yīng)TPU鞋材發(fā)展趨勢(shì)，增加其柔軟性，重量更輕，透氣性更強(qiáng)，環(huán)保、耐磨、高彈、耐黃變，是鞋材行業(yè)的新型材料，具有較好的發(fā)展前景。除此之外，E-TPU還可用于包裝材料、緩沖墊片、震動(dòng)阻尼材料、汽車內(nèi)飾材料和輪胎等方面。
繼德國(guó)巴斯夫及美國(guó)亨斯邁之后，臺(tái)灣三晃也研發(fā)出TPU發(fā)泡粒，成為全球第三家開發(fā)出“高能量運(yùn)動(dòng)鞋”原料的提供者。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商也在積極研發(fā)TPU發(fā)泡顆粒，并且取得了較好的成果，并先后有產(chǎn)品問世。寧波格林美孚新材料科技有限公司運(yùn)用氣相微分的原理制備了超輕高彈的TPU發(fā)泡顆粒FP-3009D-3，其采用物理發(fā)泡法，運(yùn)用超臨界技術(shù)，將超臨界流體滲透到TPU原材料內(nèi)部，形成聚合物/氣體均相體系，利用升溫降壓法，破壞材料內(nèi)部聚合物/氣體均相體系的平衡狀態(tài)，材料內(nèi)部形成氣泡核并長(zhǎng)大定型，得到發(fā)泡TPU材料。經(jīng)過加壓加熱預(yù)處理后，原來5毫米大小的顆?？梢韵癖谆ㄒ粯优蛎洝Ｔ谶@個(gè)過程中，內(nèi)含密閉氣泡的橢圓形顆粒的體積將增大2-3倍，其內(nèi)部泡孔包裹著大量的空氣，泡孔直徑從30微米到300微米不等。這些密閉氣泡能夠賦予發(fā)泡顆粒以優(yōu)異的彈性和回彈效果。其產(chǎn)品性能如下表所示：
中科院寧波材料所與晉江國(guó)盛新材料科技有限公司合作建立“環(huán)保型高彈性ETPU鞋材技術(shù)工程中心”，并實(shí)現(xiàn)了TPU發(fā)泡珠粒(E-TPU)的規(guī)模化制備，建設(shè)了300噸/年的中試設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了30噸/月的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品被美國(guó)運(yùn)動(dòng)鞋品牌FILA和全球著名跑鞋品牌Saucany所運(yùn)用。山東美瑞新材料股份有限公司也可提供發(fā)泡TPU系列產(chǎn)品，牌號(hào)為F815、F830，其性能如下表所示：
