在鞋类中底制造中,超临界流体(SCF) 射出技术使用氮气(N₂) 作为物理发泡剂,在热塑性材料内部创造微细胞发泡结构。对于SCF 射出而言,并没有所谓单一最好的材料。材料的选择取决于氮气溶解度、扩散行为、熔体强度以及发泡过程中的结晶特性。
与传统的EVA 高压釜或化学发泡制程不同,SCF 射出是一种完全的热塑性加工制程。它不涉及化学发泡剂或架桥反应。发泡结构的形成完全由溶解的氮气和受控的压力释放所驱动。
在实际应用上,TPU 与TPEE 是目前SCF 射出中最成熟的材料。ATPU 代表了TPU 朝向更轻量化性能的演进。PEBA 提供了最高的性能潜力,但在射出系统中仍处于开发阶段。 SEBS 用于较柔软、舒适导向的应用,而EVA 的可行性日益增加,但仍在演进中。

一、SCF 射出(氮气系统)的关键材料要求
1、氮气溶解度
氮气溶解度决定了有多少气体可以溶解到聚合物中。较高的溶解度能带来更大的膨胀潜力和更低的密度表现。
2、氮气扩散率
扩散速率控制氮气在熔体中分布的均匀程度。扩散不良会导致成核不一致和密度梯度差异。
3、熔体强度与流变学
由于SCF 射出过程中不发生架桥反应,熔体强度必须完全透过热塑性行为产生。材料必须在压力下降期间支撑气泡生长而不发生塌陷。
4、结晶与固化行为
半结晶材料可以透过结晶作用稳定发泡结构。较快的结晶速度可提高稳定性,但可能会缩短加工窗口。
5、成核敏感性
不同材料在降压过程中的成核难易度有所不同。这会影响泡孔密度、均匀性以及性能。

二、SCF 射出材料逐一对比

1、TPU vs ATPU (热塑性聚氨酯vs 脂肪族TPU)
标准TPU 是SCF 射出中最成熟的材料之一。它提供强大的耐用性、良好的回弹力以及相对稳定的加工窗口。然而,与新型超级发泡材料相比,传统TPU 系统通常受到密度的限制。
aTPU 代表了TPU 材料的演进,它在保持TPU 著名的耐用性和回弹力的同时,实现了更低的密度。这使得aTPU 更适合对减重至关重要的专业性能鞋款。
从加工的角度来看,TPU 和aTPU 在SCF 射出中的表现相似。主要差异在于性能结果:TPU 是一种稳定、耐用的主力材料,而aTPU 则在相同的框架内实现了更轻的重量和改进的性能。
与TPEE 相比,TPU 提供了更宽容的加工窗口,但峰值回弹力较低。与PEBA 相比,TPU 和aTPU 更耐用且更易于加工,但无法达到相同水平的轻量化性能。
密度范围(目前):
-
TPU: ~0.18–0.30 g/cm³ -
ATPU: ~0.14–0.24 g/cm³
能量回馈(典型):
- TPU: ~55–70%
- aTPU: ~60–75%
优点:
-
稳定成熟的SCF 制程 -
高耐用性与抗疲劳性 -
一致的发泡结构
限制:
-
相较于PEBA 和先进系统具有较高密度
-
相较于顶级材料,能量回馈中等
2、TPEE (热塑性聚酯弹性体)
TPEE 是一种由聚酯硬段和聚醚软段组成的半结晶嵌段共聚物。在SCF 射出中,其结晶行为对稳定发泡结构起着关键作用。
与TPU 相比,TPEE 通常提供更高的回弹力,并允许在保持结构完整性的同时实现更低的密度结构。它通常被定位为相对于TPU 的性能升级,特别是在跑步应用中。
与PEBA 相比,TPEE 通常提供更好的耐用性和略微更稳定的加工窗口,但无法达到相同的能量回馈或减重极限。它代表了介于TPU 和PEBA 之间的平衡材料。
然而,TPEE 对热条件的敏感度高于TPU。其较快的结晶速度可能会缩小加工窗口,需要更严格的控制。
密度范围(目前):~0.12–0.22 g/cm³
能量回馈(典型):~60–75%
优点:
-
高弹性与回弹力d -
性能与耐用性的良好平衡
-
密度潜力低于TPU
限制:
- 加工窗口较窄
- 对温度和冷却敏感
3、PEBA (聚醚嵌段酰胺)
PEBA 是一种由聚醯胺(尼龙)硬段和聚醚软段组成的高性能嵌段共聚物。这种结构实现了卓越的弹性、高回弹力以及极低密度发泡结构的潜力。
在SCF 射出中,PEBA 由于其气体溶解度和弹性回复力,展现了强大的技术潜力,允许比TPU 或TPEE 更高的膨胀率。
然而,PEBA 目前尚未在SCF 射出系统中广泛商业化。如今鞋类中使用的大多数PEBA 发泡材料是透过高压釜或珠粒膨胀制程生产的。 PEBA 的SCF 射出仍是一个积极开发的领域。
与TPU 和TPEE 相比,PEBA 提供了最高的性能潜力,但对加工更敏感,且在射出制造中较不成熟。
PEBA 是一系列材料的统称。一个著名的商业例子是Pebax,其他供应商还包括赢创(Evonik) 和宇部兴产(UBE)。
密度范围(目前):~0.08–0.18 g/cm³
能量回馈(典型):~65–85%
优点:
-
最高的能量回馈潜力 -
最低密度的能力 -
轻量化性能
限制:
- 成本较高
- 在SCF注射方面较不成熟
- 处理敏感
4、SEBS (苯乙烯嵌段共聚物)
SEBS 是一种不结晶的无定形热塑性弹性体。发泡稳定性完全依赖于熔体强度和冷却。
这会产生一种更柔软、更具顺应性的发泡材料,适合舒适型应用。
与TPU 相比,SEBS 更柔软且易于加工,但耐用性较低。与TPEE 和PEBA 相比,它提供的能量回馈较低且性能有限。
密度范围(目前) :~0.18–0.30 g/cm³
能量回馈(典型) :~40–60%
优点:
- 触感柔软
- 加工稳定
- 以舒适为导向
限制:
- 结构性能较低
- 低密度能力有限
5、EVA (乙烯-醋酸乙烯酯)
在SCF 射出中,EVA 作为一种不发生架桥反应的热塑性材料进行加工。发泡的形成完全依赖于熔体强度和流变行为。
与TPU 和TPEE 相比,EVA 固有的熔体强度较低,使其对制程条件更加敏感。这可能会在维持均匀泡孔结构方面带来挑战。
然而,EVA 在成本、可用性和熟悉度方面具有优势。与SEBS 相比,它提供更好的结构性能,但需要更严格的控制。
随着配方的改进,EVA 的可行性越来越高,但在SCF 射出中仍不如TPU 和TPEE 成熟。
密度范围(目前SCF) :~0.15–0.25 g/cm³
能量回馈(典型):~50–70%
优点:
- 具成本效益
- 容易获得
限制:
- 熔体强度较低
- 加工窗口较窄
- 发展中技术
- 最低重量 → PEBA
- 最佳平衡 → TPEE
- 最稳定 → TPU
- 轻量化TPU → ATPU
- 柔软舒适→ SEBS
- 成本导向→ EVA

四、SCF 射出材料的未来展望
材料开发正聚焦于:
- SCF 优化共聚物
- 改进的EVA 系统
- 更好的成核控制l
- 增强的制程稳定性


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二、会议议程
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日期时间 |
行程 |
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7月6日(周一) |
上午国内出发 |
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14:00-18:00签到 |
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7月7日(周二) |
7:30-8:50签到;8:50-18:00会议;18:00-19:30晚宴 |
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7月8日(周三) |
参观展会 |
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上午:第26届越南国际鞋类、皮革及工业设备展览会暨越南国际鞋类、皮革制成品展览会(7 月 8-10 日·胡志明市西贡会议展览中心) |
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下午:拜访1~2 家运动品牌(在胡志明及周边的) |
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7月9日(周四) |
全天考察 2~3 家鞋材相关企业(在胡志明及周边的) |
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7月10日(周五) |
上午:考察 1 家鞋材相关企业(在胡志明及周边的) |
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下午:返程回国 |
三、报名方式
方式1:加微信并发名片报名
李小姐:18617020032(同微信)
邮 箱:ab019@aibang.com

方式2:在线登记报名
报名链接:https://www.aibang360.com/m/100287?ref=172672
或者识别二维码进入报名页面登记信息

注意:每位参会人员都需要登记信息。
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