現代鞋底材料的發展概況

劉 洋

（武警后勤裝備研究所，北京 102613）

隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，人們科學穿鞋的意識不斷增強，輕便、舒適和美觀的鞋類產品越來越受歡迎。鞋底材料是鞋類產品的伴生物，隨著鞋類產品的發展，鞋底材料質量不斷提高。傳統鞋底大都采用天然材料，材質主要為動物皮革、纖維織物（如棉、麻、絲和毛等）、木材和天然橡膠（NR）等；現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 現代鞋底材料的種類

多年來，鞋底材料的品種不斷發展，不同時期的鞋底材料見表1，幾種現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，SR，PVC，PU和TPE的研發和應用不但推動新的流行趨勢，也為開發功能性、舒適性的鞋類產品提供了有力保障；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，目前世界知名品牌運動鞋的鞋底材料大多采用這幾種材料。

表1 不同時期的鞋底材料

圖1 現代鞋底材料外觀

隨著高分子材料的發展，鞋底材料品種不斷增多。近年來由于環保要求的提高和人們對高品質鞋類產品需求量的增大，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，經過不斷發展，鞋底材料性能已經有了相當大的提高。但是面對復雜多變的市場形勢，新型鞋底材料的開發和應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展

2.1 PVC

PVC是世界第二大通用合成樹脂，20世紀60年代PVC開始用作鞋底材料。雖然PVC鞋底性能遜于NR鞋底，但優異的加工性能和物理性能使其具有廣泛的適應性。PVC一般適宜用作時裝鞋的鞋底，其輕薄的特性使鞋的立體感強，線條流暢。PVC具有物理性能優、加工性能好和成本低廉的優點，但也存在防滑性能差和穿著舒適性不佳等缺點。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，當改性劑P83用量為60份時，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勢[2]。劉玲等[3]研制了微孔發泡聚醚型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、符合環保要求的發泡劑以及擴鏈劑、勻泡劑和催化劑。新型聚醚多元醇的開發進一步改進了聚醚型PU的加工性能，該材料已成功用于運動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，所以在運動鞋中底中應用極為普遍[6-7]。全球各種品牌運動鞋的絕大部分中底采用EVA及其與樹脂、橡膠共混物的發泡材料制備。EVA在分子鏈中引入質量分數為0.15～0.22的醋酸乙烯，從而降低了結晶度，使EVA發泡鞋底材料具有很好的塑性和彈性，且其質量小、易著色、物理性能和穿著舒適性好[8-9]。但EVA發泡率和變形大，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，制備出發泡率高的植物纖維/EVA復合鞋材粒料。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度、拉伸強度、拉斷伸長率和彈性提高，還能使廢橡膠資源得以循環利用。

2.4 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）

SBS屬于TPE，被譽為第3代橡膠。SBS常溫下具有自補強效應，強度高，高溫下具有熱塑性，可以重復加工利用。用SBS制作的鞋底材料具有質量小、穿著舒適、無異味、邊角料可回收利用和易加工等優點。此外，SBS的摩擦因數比PVC鞋底材料大1倍左右，在潮濕路面或冰雪上行走不會打滑。

2.5 POE

POE屬于TPE，是乙烯和辛烯的共聚物，其分子結構中的辛烯破壞了乙烯的結晶，但同時也賦予其優良的透明性和彈性。高溫時乙烯解結晶使POE具有塑性，窄相對分子質量分布使POE具有較高的拉伸強度和抗沖擊性能。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用于運動鞋底和皮鞋底的批量生產，然而由于POE成本較高，我國仍處于試用階段。隨著POE產量增大，價格將逐步降低，我國也將擴大其在鞋底材料中的應用。

2.6 SR/樹脂復合材料

近年來鞋底用SR/樹脂復合材料的研究非常活躍，其中溴化丁基橡膠/順丁橡膠/C5樹脂復合材料主要用于制備模壓鞋底。馮鈉等[12]研究表明，C5樹脂可以延長復合材料的焦燒時間，降低門尼粘度，提高加工性能；隨著C5樹脂用量增大，復合材料的抗濕滑性能提高。

3 發展趨勢

目前鞋底材料百花齊放，未來鞋底材料的發展空間依舊很大，發展趨勢主要呈現以下特點。

（1）輕量化。運動鞋市場份額逐年擴大，運動鞋底材料的研發也受到超前的重視，超輕鞋底材料的發泡技術，特別是橡膠發泡技術正受到企業的廣泛關注。

（2）復合化。相對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合化，特別是橡塑共混方向發展。

（3）環保性。未來鞋底材料會更加環保，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）經濟性。未來鞋底材料會更加經濟，如使用膠粉等再生材料，在降低成本的同時還能改善鞋底材料性能。

4 結語

隨著生活水平提高，人們對鞋類產品的要求也日益提高，由以前只注重外觀轉變為美觀、安全和舒適并重。橡膠具有優異耐磨性能、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，在鞋底材料中發展很快，具有廣闊的市場前景[13-14]。隨著新型橡膠和塑料材料的發展和更新，鞋底材料不斷推陳出新，為鞋類產品的發展帶來蓬勃生機。