ТПУ, сокращение оттермопластичный полиуретан, — это замечательный полимерный материал. Он синтезируется путём поликонденсации изоцианата с диолом. Химическая структура ТПУ, состоящая из чередующихся жёстких и мягких сегментов, наделяет его уникальным сочетанием свойств. Жёсткие сегменты, полученные из изоцианатов и удлинителей цепей, обеспечивают высокую прочность, жёсткость и термостойкость. В то же время мягкие сегменты, состоящие из длинноцепочечных полиолов, обеспечивают превосходную эластичность и гибкость. Эта особая структура ставит ТПУ в уникальное положение между резиной и пластиком, делая его эластомером с выдающимися эксплуатационными характеристиками.
1. ПреимуществаМатериалы ТПУв подошвах обуви
1.1 Превосходная эластичность и комфорт
Подошвы из термополиуретана (ТПУ) обладают исключительной эластичностью. Во время ходьбы, бега и других физических нагрузок они эффективно поглощают ударную нагрузку, снижая нагрузку на стопы и суставы. Например, в спортивной обуви высокая эластичность подошв из ТПУ позволяет им обеспечивать амортизацию, подобную пружинам. При приземлении спортсмена после прыжка подошва из ТПУ сжимается, а затем быстро восстанавливает форму, продвигая стопу вперёд. Это не только повышает комфорт ношения, но и улучшает эффективность движения. Согласно соответствующим исследованиям, обувь с подошвой из ТПУ может снизить ударную нагрузку на стопы примерно на 30% по сравнению с обычной подошвой, эффективно защищая стопы и суставы от чрезмерной нагрузки.
1.2 Высокая стойкость к истиранию и долговечность
Материалы ТПУ обладают превосходной стойкостью к истиранию. Будь то на неровной поверхности или в условиях интенсивного использования,ТПУПодошвы могут сохранять свою целостность в течение длительного срока службы. Например, в промышленной защитной обуви рабочие часто ходят по различным суровым поверхностям, и подошвы из ТПУ выдерживают постоянное трение и износ, обеспечивая длительный срок службы. Лабораторные испытания показывают, что износостойкость подошв из ТПУ в 2–3 раза выше, чем у обычных резиновых подошв. Такая высокая износостойкость не только снижает частоту замены обуви, но и обеспечивает надежную защиту пользователей в суровых условиях.
1.3 Хорошее сопротивление скольжению
Поверхность подошв из ТПУ может быть обработана специальными технологиями для улучшения сцепления с землей. В дождливую и снежную погоду, а также на мокром полу подошвы из ТПУ сохраняют хорошее сцепление. Для обуви для активного отдыха это критически важно. При походах по горным тропам, покрытым водой или грязью, обувь с подошвой из ТПУ предотвращает скольжение и обеспечивает безопасность туристов. Коэффициент сопротивления скольжению подошв из ТПУ может достигать более 0,6 во влажных условиях, что значительно выше, чем у некоторых традиционных материалов для подошв.
1.4 Стабильность размеров и настраиваемость
ТПУ обладает хорошей размерной стабильностью при обработке и использовании в качестве подошвы для обуви. Он способен сохранять свою первоначальную форму при различных температурах и влажности. Кроме того, ТПУ легко поддается индивидуальной обработке в соответствии с различными требованиями дизайна. Регулируя формулу и технологию обработки, можно производить подошвы из ТПУ различной твердости, цвета и текстуры. В производстве модной обуви подошвы из ТПУ могут быть различных цветов и с глянцевым или матовым эффектом путем добавления мастербатчей, что отвечает разнообразным эстетическим запросам потребителей.
1.5 Экологичность
ТПУ (термополиуретан) – перерабатываемый материал. В процессе производства и эксплуатации он не выделяет вредных веществ, что соответствует современной концепции защиты окружающей среды. По сравнению с некоторыми традиционными материалами для подошв, которые трудно разлагаются или могут выделять вредные вещества, ТПУ более экологичен. Например, подошвы из ПВХ могут выделять вредные хлорсодержащие вещества при горении, в то время как подошвы из ТПУ не вызывают подобных проблем. В связи с растущим вниманием к защите окружающей среды, экологичность материалов ТПУ стала важным преимуществом в обувной промышленности.
2. Применение ТПУ в различных частях подошвы обуви
2.1 Стелька
Материалы ТПУ широко используются в производстве стелек. Их эластичность и амортизирующие свойства обеспечивают индивидуальную поддержку стопы. В ортопедических стельках ТПУ может использоваться для коррекции таких проблем со стопой, как плоскостопие или подошвенный фасциит. Благодаря точному подбору жёсткости и формы стельки ТПУ, она равномерно распределяет давление на подошву, снимает боль и способствует здоровью стопы. В спортивных стельках ТПУ повышает комфорт и эффективность спортивной обуви, позволяя спортсменам достигать лучших результатов во время тренировок.
2.2 Межподошва
В промежуточной подошве обуви, особенно спортивной, часто используется термопластичный полиуретан (ТПУ). Промежуточная подошва должна обладать хорошими амортизационными свойствами и способностью возвращать энергию. Промежуточные подошвы из ТПУ эффективно поглощают энергию удара во время движения и возвращают часть энергии стопе, помогая владельцу двигаться более свободно. Некоторые современные материалы для промежуточной подошвы из ТПУ, такие как вспененный ТПУ, обладают меньшей плотностью и большей эластичностью. Например, вспененный ТПУ в промежуточной подошве некоторых беговых кроссовок может уменьшить вес обуви примерно на 20%, одновременно увеличивая эластичность на 10–15%, обеспечивая бегунам более лёгкие и эластичные ощущения.
2.3 Подошва
Термопластичный полиуретан (ТПУ) также используется в подошве, особенно в зонах, требующих высокой износостойкости и противоскольжения. В области пятки и передней части подошвы, которые подвергаются наибольшему давлению и трению при ходьбе, материалы ТПУ могут использоваться для повышения долговечности и безопасности обуви. В некоторых баскетбольных кроссовках премиум-класса вставки из ТПУ добавляются в ключевых зонах подошвы для улучшения сцепления и износостойкости обуви на площадке, позволяя игрокам быстро тормозить, разгоняться и поворачивать.
3. Применение в различных типах обуви
3.1 Спортивная обувь
На рынке спортивной обуви термополиуретан (ТПУ) имеет широкий спектр применения. В беговой обуви подошвы из ТПУ обеспечивают хорошую амортизацию и возврат энергии, помогая бегунам улучшить свои результаты и снизить усталость. Многие известные спортивные бренды используют материалы ТПУ в своих кроссовках. Например, серия Boost от Adidas сочетает вспененные материалы на основе ТПУ с другими технологиями для создания промежуточной подошвы с превосходной эластичностью и амортизацией. В баскетбольной обуви подошвы или поддерживающие элементы из ТПУ часто используются для повышения устойчивости и поддержки обуви, защищая стопы игроков во время интенсивных видов спорта, таких как прыжки и приземления.
3.2 Уличная обувь
Обувь для активного отдыха должна быть адаптирована к различным сложным рельефам и суровым условиям. Подошвы из термополиуретана (ТПУ) хорошо отвечают этим требованиям. Высокая износостойкость, противоскользящие свойства и морозостойкость делают их идеальными для активного отдыха. В походной обуви подошвы из ТПУ выдерживают трение о камни и гравий на горных тропах и обеспечивают надежное сцепление с мокрой или грязной поверхностью. В зимней обуви для активного отдыха ТПУ сохраняет свою эластичность и гибкость при низких температурах, обеспечивая комфорт и безопасность в холодную погоду.
3.3 Повседневная обувь
Повседневная обувь сочетает в себе комфорт и стиль. Подошвы из термополиуретана (ТПУ) могут удовлетворить эти два требования одновременно. Благодаря умеренной жёсткости и хорошей эластичности, повседневная обувь комфортна в носке, а возможность индивидуальной адаптации внешнего вида позволяет удовлетворить эстетические потребности самых разных покупателей. В некоторых моделях повседневной обуви, ориентированных на моду, подошвы из ТПУ отличаются уникальными цветами, текстурами или узорами, что добавляет обуви модный штрих. Например, в некоторых моделях повседневной обуви используются прозрачные или полупрозрачные подошвы из ТПУ, что создаёт модный и уникальный визуальный эффект.
3.4 Защитная обувь
Спецобувь, такая как промышленная и рабочая, предъявляет строгие требования к качеству подошвы. Подошвы из термопластичного полиуретана (ТПУ) обеспечивают высокий уровень защиты. Высокая износостойкость предотвращает быстрый износ подошвы в суровых условиях эксплуатации. Отличная ударопрочность защищает ноги от травм при падении предметов. Кроме того, подошвы из ТПУ можно комбинировать с другими защитными функциями, такими как антистатичность и маслостойкость, для удовлетворения различных требований безопасности на различных рабочих местах.
4. Технология обработки подошв из ТПУ
4.1 Литье под давлением
Литье под давлением — распространённый метод обработки подошв из ТПУ. В этом процессе расплавленный материал ТПУ впрыскивается в полость формы под высоким давлением. После охлаждения и затвердевания подошва приобретает желаемую форму. Литье под давлением подходит для производства подошв сложной формы с высокими требованиями к точности. Например, литьё под давлением позволяет эффективно изготавливать подошвы с трёхмерным рисунком или специальными опорными структурами. Этот метод также обеспечивает стабильное качество продукции при крупносерийном производстве.
4.2 Экструзия
Экструзия в основном используется для непрерывного производства подошв или компонентов подошв из ТПУ. Материалы ТПУ экструдируются через фильеру для формирования непрерывного профиля, который затем может быть разрезан и переработан в подошвы или их детали. Этот метод подходит для массового производства подошв простой формы, например, подошв с плоским дном для повседневной обуви. Экструзия обеспечивает высокую эффективность производства и позволяет снизить производственные затраты.
4.3 Компрессионное формование
Компрессионное формование подразумевает помещение материалов ТПУ в форму, после чего они подвергаются давлению и нагреву для придания им формы и затвердевания. Этот метод часто используется для производства подошв относительно простой формы, но больших размеров. При компрессионном формовании материал ТПУ может быть более равномерно распределен в форме, что обеспечивает равномерную плотность и эксплуатационные характеристики подошвы. Этот метод также подходит для обработки некоторых композитных подошв, требующих сочетания ТПУ с другими материалами.
5. Тенденции будущего развития
5.1 Инновации в материалах
Благодаря постоянному развитию материаловедения, материалы ТПУ будут и дальше совершенствоваться. Будут разработаны новые типы ТПУ с улучшенными характеристиками, такими как более высокая эластичность, меньшая плотность и более высокая степень адаптации к окружающей среде. Например, исследования и разработка биоразлагаемых материалов ТПУ ещё больше повысят экологичность обувной продукции. Кроме того, важным направлением будущих разработок станет сочетание ТПУ с наноматериалами или другими высокоэффективными материалами для создания композитных материалов с улучшенными свойствами.
5.2 Оптимизация процесса
Технология обработки подошв из ТПУ будет дополнительно оптимизирована. Передовые производственные технологии, такие как 3D-печать, могут найти более широкое применение в производстве подошв из ТПУ. 3D-печать позволяет персонализировать подошвы, позволяя потребителям проектировать и производить подошвы, соответствующие особенностям и потребностям их стопы. В то же время, внедрение интеллектуальных технологий производства в процесс обработки подошв из ТПУ повысит эффективность производства, снизит энергопотребление и обеспечит стабильное качество продукции.
5.3 Расширение рынка
Поскольку требования потребителей к комфорту, функциональности и экологичности обуви продолжают расти, применение подошв из ТПУ на рынке обуви будет продолжать расширяться. Помимо традиционной спортивной обуви, обуви для активного отдыха и повседневной обуви, ожидается, что подошвы из ТПУ найдут более широкое применение в обуви специального назначения, такой как обувь для медицинской реабилитации, детская обувь и обувь для ухода за пожилыми людьми. Рынок подошв из ТПУ в будущем будет демонстрировать тенденцию к постоянному росту.
В заключение следует отметить, что термопластичные полиуретановые материалы обладают значительными преимуществами при использовании в производстве подошв обуви. Их превосходные эксплуатационные характеристики, широкий спектр применения и разнообразные технологии обработки делают их важным материалом в обувной промышленности. Благодаря постоянному развитию технологий и меняющимся потребностям рынка, подошвы из термопластичного полиуретана будут иметь всё более широкие перспективы развития и играть всё более важную роль в обувной промышленности.
Время публикации: 15 июля 2025 г.