很多鞋材生产企业开发新配方或者切换发泡剂牌号的时候,一般来说都会碰到泡孔不均匀,产品表面局部发黄,尺寸收缩率波动之类的问题,这些异常表面看是操作不稳定,根源往往就落在发泡剂和加工工艺的匹配度上,不少人只盯着发泡剂理论发气量看,还容易忽略分解温度窗口,气体释放速率,还有在特定胶料体系里的分散能力,我们这边从这三个维度搭了个简单的选择框架,能帮大家减少配方调整时候的试错成本。

分解温度和加工温度的匹配是基础,发泡剂只有在特定温度范围内才会分解释放出气体,所以它的分解温度必须和胶料的硫化温度,加工过程里高剪切区域的瞬时温升相匹配,温度窗口不能太窄,要是发泡剂在胶料完全定形之前就过早分解,早生成的气体就会逸出或者被合模力挤出去,形成大泡或者表面塌陷,反过来要是分解温度明显比实际加工温度高,发泡剂来不及完全反应就被固化,残留在制品里就会形成硬度点或者影响弹性。OBSH发泡剂属于放热型分解释放氮气的系列,单个分解反应放出来的热量比较稳定,要是胶料自身导热性比较差,局部热量累积下来就可能造成泡孔大小分布不均,通常情况下做厚底鞋材配方的时候,建议先对比发泡剂分解过程的差示扫描量热曲线,再确定要不要加入热稳定剂或者调整硫化促进剂的用量。

鞋材发泡工艺如何选对发泡剂?重点关注这三个工艺参数-1

发泡剂的分解速率直接决定了气泡成核和生长阶段能持续的时间,快速分解释放气体的话,有利于形成极小且数量密集的气泡核,适合拿来做轻质、高弹性的鞋中底层,可要是硫化体系本身反应速度比较慢,胶料在开放状态下粘度降得太快,泡壁就容易破裂,导致开孔率过高,回弹性下降。对于要求表面光洁、闭孔率高的鞋底层,略微偏慢的气体释放速率反而更有优势,搭配复配型发泡剂或者母胶粒形式,能让发泡过程和硫化交联进程更同步,收缩率也更可控,预分散母胶粒在这个环节的作用,就是把发泡剂粉体预先分散封闭在载体里面,防止操作早期就产生局部过热点。

光看一份发泡剂的产品说明书是远远不够的,关键还得看它能不能和你现有的胶料体系很好地兼容,大部分发泡剂都是粉体形态,粒径越细,比如5-10微米级的,在密炼或者开炼阶段就越容易分散到胶料里,分散不均匀的直接后果就是同一块鞋材上有的区域发泡充分,有的区域致密无泡。某些发泡剂的分解机理会受pH值或者氧化锌/硬脂酸的用量影响,在配方设计阶段,需要核对发泡剂使用资料里关于酸碱性,是否与硫磺反应,是否会被胺类促进剂加速分解这类注意事项,要是活性氧化锌用量偏高,或者体系里含有大量碱性填料,可能会催化发泡剂提前或者加速分解。发泡剂加进去之后,体系粘度会跟着温度变化,母胶粒类的助剂因为预先封包容积比较大,会对初始混炼扭矩产生提升,需要小幅调整填充量或者增塑剂的比例。

选择发泡剂本来就不是一次性的参数对比工作,实际生产过程里,同一款发泡剂用在天然橡胶/丁苯橡胶体系和EVA发泡体系中,表现的差异可能会很大,比如OBSH发泡剂在鞋材配方里应用得比较广,就和它在150-170℃区间分解放热平稳,和大多数橡胶硫化平台匹配度高直接相关,不过配方调整的过程里还是要关注粒径、活化温度点和用量配比。一般大家常用的做法是,先明确目标制品对泡孔细度、密度、表面光洁度、工艺效率的核心要求,再结合现有胶料配方得出选型预判,之后再通过小配合实验验证发泡剂和硫化体系的同步程度,这个过程最好有材料相关的人员参与,单靠机器操作手很难判断后续调整的方向。如需结合您的具体配方、工艺要求和性能目标评估方案,可与杜巴化学技术团队进一步沟通。

鞋材发泡工艺如何选对发泡剂?重点关注这三个工艺参数-2