劉 洋

（武警后勤裝備研究所，北京 102613）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們科學(xué)穿鞋的意識(shí)不斷增強(qiáng)，輕便、舒適和美觀的鞋類產(chǎn)品越來越受歡迎。鞋底材料是鞋類產(chǎn)品的伴生物，隨著鞋類產(chǎn)品的發(fā)展，鞋底材料質(zhì)量不斷提高。傳統(tǒng)鞋底大都采用天然材料，材質(zhì)主要為動(dòng)物皮革、纖維織物（如棉、麻、絲和毛等）、木材和天然橡膠（NR）等；現(xiàn)代鞋底則多采用人造材料，材料種類豐富，并且新品種層出不窮，主要為合成橡膠（SR）、塑料、熱塑性彈性體（TPE）和金屬等。

1 現(xiàn)代鞋底材料的種類

多年來，鞋底材料的品種不斷發(fā)展，不同時(shí)期的鞋底材料見表1，幾種現(xiàn)代鞋底材料的外觀見圖1。從表1可以看出：1950年以前，鞋底材料主要為皮革和NR；1970年以后，不同性能的新型合成材料不斷涌現(xiàn)，SR，PVC，PU和TPE的研發(fā)和應(yīng)用不但推動(dòng)新的流行趨勢(shì)，也為開發(fā)功能性、舒適性的鞋類產(chǎn)品提供了有力保障；1990年以后，PVC，PU，TPE，TR（NR或SR與TPE的共混材料）、EVA和LR等高性能鞋底材料不斷涌現(xiàn)，目前世界知名品牌運(yùn)動(dòng)鞋的鞋底材料大多采用這幾種材料。

表1 不同時(shí)期的鞋底材料

圖1 現(xiàn)代鞋底材料外觀

隨著高分子材料的發(fā)展，鞋底材料品種不斷增多。近年來由于環(huán)保要求的提高和人們對(duì)高品質(zhì)鞋類產(chǎn)品需求量的增大，鞋底材料更青睞于采用NR，PVC，PU，TR和EVA。這幾種主要鞋底材料性能見表2。從表2可以看出，經(jīng)過不斷發(fā)展，鞋底材料性能已經(jīng)有了相當(dāng)大的提高。但是面對(duì)復(fù)雜多變的市場(chǎng)形勢(shì)，新型鞋底材料的開發(fā)和應(yīng)用還有很長的路要走。

表2 主要鞋底材料性能

2 幾種主要鞋底材料的研究進(jìn)展

2.1 PVC

PVC是世界第二大通用合成樹脂，20世紀(jì)60年代PVC開始用作鞋底材料。雖然PVC鞋底性能遜于NR鞋底，但優(yōu)異的加工性能和物理性能使其具有廣泛的適應(yīng)性。PVC一般適宜用作時(shí)裝鞋的鞋底，其輕薄的特性使鞋的立體感強(qiáng)，線條流暢。PVC具有物理性能優(yōu)、加工性能好和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，但也存在防滑性能差和穿著舒適性不佳等缺點(diǎn)。為改善PVC的防滑性能，可用丁腈橡膠（NBR）作為改性劑。固特異公司開發(fā)了一種專用于PVC的改性劑P83（主要成分為粉末NBR）[1]，其與PVC有較好的相容性，能顯著提高PVC泡沫鞋底的防滑性能和耐磨性能，使其與TR鞋底媲美。研究表明，當(dāng)改性劑P83用量為60份時(shí)，PVC鞋底磨耗量下降約70%。

2.2 PU

PU分為聚酯型和聚醚型兩類。聚酯型PU鞋底材料的物理性能好，但耐低溫性能較差，且易水解和生物降解，加工工藝復(fù)雜。聚醚型PU鞋底材料的物理性能差，但耐水解性能好，且成本比聚酯型PU低，尤其是在寒冷和潮濕的環(huán)境中，聚醚型PU鞋底材料具有聚酯型PU鞋底材料無法替代的優(yōu)勢(shì)[2]。劉玲等[3]研制了微孔發(fā)泡聚醚型PU鞋底材料，其主要組分為高官能度聚醚多元醇、改性異氰酸酯、符合環(huán)保要求的發(fā)泡劑以及擴(kuò)鏈劑、勻泡劑和催化劑。新型聚醚多元醇的開發(fā)進(jìn)一步改進(jìn)了聚醚型PU的加工性能，該材料已成功用于運(yùn)動(dòng)鞋類的低密度中底和組合整底[4-5]。

2.3 EVA

EVA具有很好的塑性和彈性，所以在運(yùn)動(dòng)鞋中底中應(yīng)用極為普遍[6-7]。全球各種品牌運(yùn)動(dòng)鞋的絕大部分中底采用EVA及其與樹脂、橡膠共混物的發(fā)泡材料制備。EVA在分子鏈中引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15～0.22的醋酸乙烯，從而降低了結(jié)晶度，使EVA發(fā)泡鞋底材料具有很好的塑性和彈性，且其質(zhì)量小、易著色、物理性能和穿著舒適性好[8-9]。但EVA發(fā)泡率和變形大，耐磨性能較差，可在EVA中摻入韌性材料，如乙丙橡膠、高苯乙烯樹脂、TR和聚烯烴彈性體（POE），以提高鞋底材料的硬度、耐磨性能和防滑性能[9]。鄭建彬等[10]利用價(jià)廉、密度小、物理性能良好的植物纖維與EVA共混改性，制備出發(fā)泡率高的植物纖維/EVA復(fù)合鞋材粒料。劉仿軍等[11]在EVA中加入適量膠粉，制得綜合性能良好和成本低廉的輕質(zhì)鞋底材料。膠粉能有效改善EVA的物理性能，使鞋底材料的撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率和彈性提高，還能使廢橡膠資源得以循環(huán)利用。

2.4 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）

SBS屬于TPE，被譽(yù)為第3代橡膠。SBS常溫下具有自補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)，強(qiáng)度高，高溫下具有熱塑性，可以重復(fù)加工利用。用SBS制作的鞋底材料具有質(zhì)量小、穿著舒適、無異味、邊角料可回收利用和易加工等優(yōu)點(diǎn)。此外，SBS的摩擦因數(shù)比PVC鞋底材料大1倍左右，在潮濕路面或冰雪上行走不會(huì)打滑。

2.5 POE

POE屬于TPE，是乙烯和辛烯的共聚物，其分子結(jié)構(gòu)中的辛烯破壞了乙烯的結(jié)晶，但同時(shí)也賦予其優(yōu)良的透明性和彈性。高溫時(shí)乙烯解結(jié)晶使POE具有塑性，窄相對(duì)分子質(zhì)量分布使POE具有較高的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性能。由于辛烯的支化作用，POE的切敏性大大提高，加工性能改善。目前，歐美國家已將POE用于運(yùn)動(dòng)鞋底和皮鞋底的批量生產(chǎn)，然而由于POE成本較高，我國仍處于試用階段。隨著POE產(chǎn)量增大，價(jià)格將逐步降低，我國也將擴(kuò)大其在鞋底材料中的應(yīng)用。

2.6 SR/樹脂復(fù)合材料

近年來鞋底用SR/樹脂復(fù)合材料的研究非?；钴S，其中溴化丁基橡膠/順丁橡膠/C5樹脂復(fù)合材料主要用于制備模壓鞋底。馮鈉等[12]研究表明，C5樹脂可以延長復(fù)合材料的焦燒時(shí)間，降低門尼粘度，提高加工性能；隨著C5樹脂用量增大，復(fù)合材料的抗?jié)窕阅芴岣摺?/p>

3 發(fā)展趨勢(shì)

目前鞋底材料百花齊放，未來鞋底材料的發(fā)展空間依舊很大，發(fā)展趨勢(shì)主要呈現(xiàn)以下特點(diǎn)。

（1）輕量化。運(yùn)動(dòng)鞋市場(chǎng)份額逐年擴(kuò)大，運(yùn)動(dòng)鞋底材料的研發(fā)也受到超前的重視，超輕鞋底材料的發(fā)泡技術(shù)，特別是橡膠發(fā)泡技術(shù)正受到企業(yè)的廣泛關(guān)注。

（2）復(fù)合化。相對(duì)于單一主體材料的鞋底材料而言，未來鞋底材料的主體材料將向復(fù)合化，特別是橡塑共混方向發(fā)展。

（3）環(huán)保性。未來鞋底材料會(huì)更加環(huán)保，主體材料多采用可降解材料，粘合劑采用水性膠粘劑和熱熔膠。

（4）經(jīng)濟(jì)性。未來鞋底材料會(huì)更加經(jīng)濟(jì)，如使用膠粉等再生材料，在降低成本的同時(shí)還能改善鞋底材料性能。

4 結(jié)語

隨著生活水平提高，人們對(duì)鞋類產(chǎn)品的要求也日益提高，由以前只注重外觀轉(zhuǎn)變?yōu)槊烙^、安全和舒適并重。橡膠具有優(yōu)異耐磨性能、耐腐蝕性能、耐老化性能和良好的減震性能，橡膠鞋底穿著輕便舒適，在鞋底材料中發(fā)展很快，具有廣闊的市場(chǎng)前景[13-14]。隨著新型橡膠和塑料材料的發(fā)展和更新，鞋底材料不斷推陳出新，為鞋類產(chǎn)品的發(fā)展帶來蓬勃生機(jī)。