很多配方工程师平时花了不少精力调整交联剂或者发泡剂的用量,反倒容易忽略最源头的发泡剂性能测试环节,一般来说鞋材生产里,EVA、橡胶或者共混发泡体系最常碰到的问题,根本不是发泡倍率不够,而是同批次泡孔大小不均,闭孔和开孔交替出现的状况,要是发泡剂本身的分解曲线、粒径分布或者杂质含量有波动,后面所有的工艺参数修正,基本都起不到作用。我们这篇内容就不聊通用的测试流程了,主要聚焦发泡剂性能测试里三个特别容易被大家忽略的维度,还有这些维度对鞋材中底的直接影响。
以大家常用的OBSH发泡剂为例,它的理论分解温度就在155-165℃之间,要是实际到货的批次因为粒径不均,或者储存环境比较潮湿,分解峰很可能偏移5-10℃,很多人做测试就只做一次升温,不去验证恒温条件下的分解残留量,就很难判断同一配方换了新批次原料之后,机头温度是不是需要微调。发泡剂只有在特定温度下快速分解,才能在熔体具备适当粘度的时候形成均匀的泡孔,鞋材密实层和发泡层共模的时候,对温度曲线的要求还会更高,发泡剂性能测试要是漏了恒温分解速率这一项,生产现场就只能靠经验丰富的老工人凭感觉微调螺杆转速,一旦换了人或者换了班组,废品率立马就上去了。
很多鞋材厂验收发泡剂的时候,只会测发气量和灰分,觉得这两项达标了,配方就不会出问题,但泡孔细不细的核心其实在微观层面的分散状态,尤其是粉体发泡剂,要是原生粒径分布过宽,或者表面处理剂加得不够,在密炼的时候很容易出现团聚的情况。分散性测试就是搞清楚泡孔细度的关键,测试的时候,要把发泡剂和胶料按照实际配方的比例预混、压片,用显微镜或者扫描电镜观察粒子的分布状态,不能直接拿干粉去测粒径,发泡剂性能测试里加个分散性观察的步骤,就能提前发现,同样标称20微米粒径的粉体,在不同剪切力作用下,实际分散之后的有效粒子数差异其实很大,这也能解释为什么同一个配方,放在小型开炼机和连续式密炼机上做出来的结果不一样。

现在鞋材不管是出口还是供给国内高端品牌,对产品里的N-亚硝胺含量都有严格的限定,传统AC发泡剂在分解过程里会释放亚硝胺,OBSH发泡剂就属于无亚硝胺体系,不过无亚硝胺也不等于低VOC,发泡剂性能测试要是只盯着残留单体和发气量,不去管分解副产物的种类和比例,后期成品做气味测试的时候很可能过不了关。测试的时候,要模拟实际模压发泡的温度和时长,收集气体成分做GC-MS分析,重点确认分解产物里的醛类、酮类含量有没有超过鞋材行业的气味标准,这一项测试在常规发泡剂供应商的出厂报告里很少见到,却是杜巴化学的工作人员在客户现场帮忙优化配方的时候,反复验证的关键步骤。
鞋材发泡的工艺窗口一般都比较窄,温度升得太快会导致泡孔粗大,发泡时间太长又会让开孔率上升,优化的方向通常有两个,一个是调整发泡剂和活性氧化锌的配比,另一个是把粉体原料换成预分散母胶粒,发泡剂性能测试要针对不同的配方体系做对比,相同发泡剂用量的前提下,添加不同活性剂之后,分解温度的迁移幅度是多少。只靠TGA或者DSC上的峰值温度来选原料是不够的,因为在这个温度点上,橡胶的硫化速度和发泡剂的分解速度不一定能匹配上,测试完成之后要绘制“硫化-发泡同步曲线”,找出发烟曲线和硫化曲线重叠的最佳窗口,这一套完整的流程,就是杜巴化学技术团队协助鞋材客户做配方优化的时候,经常采用的思路。

要是你需要结合自己的具体配方、工艺要求和性能目标评估方案,可以直接和杜巴化学的技术团队进一步沟通。