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，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，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，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動鞋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動鞋鞋底層產(chǎn)品效果好得多。
E-TPU是由無數(shù)個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?。這種材料能夠克服TPU原料重量大、硬度高、減震性能差等方面的缺點，并順應(yīng)TPU鞋材發(fā)展趨勢，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、震動阻尼材料、汽車內(nèi)飾材料和輪胎等方面。
繼德國巴斯夫及美國亨斯邁之后，臺灣三晃也研發(fā)出TPU發(fā)泡粒，成為全球第三家開發(fā)出“高能量運動鞋”原料的提供者。國內(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?。在這個過程中，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，實現(xiàn)了30噸/月的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品被美國運動鞋品牌FILA和全球著名跑鞋品牌Saucany所運用。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，牌號為F815、F830，其性能如下表所示：
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