ТПУ, сокращение оттермопластичный полиуретанТПУ — это замечательный полимерный материал. Он синтезируется путем поликонденсации изоцианата с диолом. Химическая структура ТПУ, включающая чередующиеся жесткие и мягкие сегменты, наделяет его уникальным сочетанием свойств. Жесткие сегменты, полученные из изоцианатов и удлинителей цепи, обеспечивают высокую прочность, жесткость и термостойкость. В то же время мягкие сегменты, состоящие из длинноцепочечных полиолов, обладают превосходной эластичностью и гибкостью. Эта особая структура ставит ТПУ в уникальное положение между резиной и пластиком, делая его эластомером с выдающимися характеристиками.
1. ПреимуществаМатериалы из ТПУв подошвах обуви
1.1 Превосходная эластичность и комфорт
Подошвы из ТПУ обладают замечательной эластичностью. Во время ходьбы, бега или других физических нагрузок они эффективно поглощают ударную силу, снижая нагрузку на стопы и суставы. Например, в спортивной обуви высокая эластичность подошв из ТПУ позволяет им обеспечивать амортизирующий эффект, подобный пружинному. Когда спортсмен приземляется после прыжка, подошва из ТПУ сжимается, а затем быстро отскакивает, продвигая стопу вперед. Это не только повышает комфорт ношения, но и улучшает эффективность движений. Согласно соответствующим исследованиям, обувь с подошвами из ТПУ может снизить ударную силу на стопы примерно на 30% по сравнению с обычными подошвами, эффективно защищая стопы и суставы от чрезмерной нагрузки.
1.2 Высокая износостойкость и долговечность
Материалы на основе ТПУ обладают превосходной износостойкостью. Они подходят как для использования на неровной поверхности, так и в условиях интенсивной эксплуатации.ТПУПодошвы из ТПУ способны сохранять свою целостность в течение длительного времени. Например, в промышленной защитной обуви рабочие часто ходят по различным грубым 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 с помощью специальных технологий для повышения их трения с землей. В дождливую и снежную погоду, а также на мокрой поверхности подошвы из ТПУ сохраняют хорошее сцепление. Для обуви для активного отдыха это крайне важно. При походах по горным тропам с водой или грязью обувь с подошвами 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 возможность индивидуальной настройки
Полиуретан (ТПУ) обладает хорошей размерной стабильностью в процессе обработки и использования подошв обуви. Он сохраняет свою первоначальную форму при различных температурах и влажности. Кроме того, ТПУ легко поддается индивидуальной настройке в соответствии с различными требованиями к дизайну. Путем регулирования формулы и технологии обработки можно производить подошвы из ТПУ различной твердости, цвета и текстуры. В модной обуви подошвы из ТПУ могут быть изготовлены в различных цветах и с глянцевым или матовым эффектом путем добавления мастербатчей, что удовлетворяет разнообразные эстетические потребности потребителей.
1.5 Экологичность
ТПУ — это перерабатываемый материал. В процессе производства и использования 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 хлорсодержащие вредные вещества при горении, тогда как подошвы из ТПУ не вызывают таких проблем. С ростом внимания к защите окружающей среды экологичность материалов из ТПУ стала важным преимуществом в обувной промышленности.
2. Применение ТПУ в различных частях подошвы обуви
2.1 Стелька
Материалы на основе термопластичного полиуретана (ТПУ) широко используются в производстве стелек. Их эластичность и амортизирующие свойства позволяют обеспечить индивидуальную поддержку стопы. В ортопедических стельках ТПУ может применяться для коррекции таких проблем стопы, как плоскостопие или подошвенный фасциит. Точная регулировка жесткости и формы стельки из ТПУ позволяет равномерно распределять давление на подошву, снимать боль и улучшать здоровье стопы. В спортивных стельках ТПУ повышает комфорт и эффективность спортивной обуви, позволяя спортсменам показывать лучшие результаты во время тренировок.
2.2 Подошва
В подошвах обуви, особенно в высокоэффективной спортивной обуви, часто используется ТПУ (термополиуретан). Подошва должна обладать хорошими амортизирующими и энергоотражающими свойствами. Подошвы из ТПУ эффективно поглощают энергию удара во время движения и возвращают часть энергии стопе, помогая пользователю двигаться легче. Некоторые передовые материалы для подошв из ТПУ, такие как вспененный ТПУ, имеют меньшую плотность и большую эластичность. Например, вспененная подошва из ТПУ в некоторых беговых кроссовках может снизить вес обуви примерно на 20%, одновременно увеличивая эластичность на 10–15%, обеспечивая бегунам более легкое и эластичное ощущение при ношении.
2.3 Подошва
Термополиуретан (ТПУ) также используется в подошве, особенно в местах, требующих высокой износостойкости и противоскользящих свойств. В области пятки и передней части подошвы, которые испытывают наибольшее давление и трение во время ходьбы, материалы из ТПУ могут использоваться для повышения прочности и безопасности обуви. В некоторых высококачественных баскетбольных кроссовках в ключевых зонах добавляются вставки из ТПУ для улучшения сцепления и износостойкости обуви на площадке, что позволяет игрокам быстро останавливаться, начинать движение и поворачиваться.
3. Применение в различных типах обуви
3.1 Спортивная обувь
На рынке спортивной обуви ТПУ находит широкое применение. В беговых кроссовках подошвы из ТПУ обеспечивают хорошую амортизацию и возврат энергии, помогая бегунам улучшить свои результаты и снизить усталость. Многие известные спортивные бренды используют материалы из ТПУ в своих беговых кроссовках. Например, серия Boost от Adidas сочетает в себе пеноматериалы на основе ТПУ с другими технологиями для создания промежуточной подошвы с превосходной эластичностью и амортизацией. В баскетбольных кроссовках подошвы или поддерживающие конструкции из ТПУ часто используются для повышения устойчивости и поддержки обуви, защищая ноги игроков во время интенсивных видов спорта, таких как прыжки и приземления.
3.2 Обувь для активного отдыха
Обувь для активного отдыха должна адаптироваться к различным сложным типам местности и суровым условиям окружающей среды. Подошвы из ТПУ хорошо отвечают этим требованиям. Высокая износостойкость, противоскользящие свойства и морозостойкость делают их идеальными для обуви для активного отдыха. В походной обуви подошвы из ТПУ выдерживают трение о камни и гравий на горных тропах и обеспечивают надежное сцепление на мокрой или грязной земле. В зимней обуви для активного отдыха ТПУ сохраняет свою эластичность и гибкость при низких температурах, обеспечивая комфорт и безопасность пользователей в холодных условиях.
3.3 Повседневная обувь
Повседневная обувь ориентирована на комфорт и моду. Подошвы из ТПУ (термополиуретана) могут одновременно удовлетворить эти две потребности. Умеренная жесткость и хорошая эластичность делают повседневную обувь удобной в ношении, а возможность индивидуальной настройки внешнего вида позволяет удовлетворить эстетические потребности разных потребителей. В некоторых модных моделях повседневной обуви подошвы из ТПУ имеют уникальные цвета, текстуры или узоры, добавляя обуви стильный элемент. Например, в некоторых моделях повседневной обуви используются прозрачные или полупрозрачные подошвы из ТПУ, создающие модный и уникальный визуальный эффект.
3.4 Защитная обувь
Защитная обувь, такая как промышленная защитная обувь и рабочая обувь, предъявляет строгие требования к характеристикам подошвы. Подошвы из ТПУ обеспечивают высокий уровень защиты. Их высокая износостойкость предотвращает быстрый износ подошвы в суровых условиях труда. Отличная ударопрочность защищает ноги от травм, вызванных падающими предметами. Кроме того, подошвы из ТПУ могут сочетаться с другими защитными функциями, такими как антистатические и маслоотталкивающие свойства, что позволяет удовлетворить разнообразные потребности в безопасности на разных рабочих местах.
4. Технология обработки подошв из ТПУ
4.1 Литье под давлением
Литье под давлением — распространенный метод обработки подошв из ТПУ. В этом процессе расплавленный материал ТПУ впрыскивается в полость пресс-формы под высоким давлением. После охлаждения и затвердевания получается желаемая форма подошвы. Литье под давлением подходит для производства подошв сложной формы и с высокими требованиями к точности. Например, подошвы с трехмерными узорами или специальными опорными конструкциями могут быть эффективно изготовлены методом литья под давлением. Этот метод также позволяет обеспечить стабильное качество продукции при крупномасштабном производстве.
4.2 Экструзия
Экструзия в основном используется для непрерывного производства подошв или компонентов подошв из ТПУ. Материалы ТПУ экструдируются через фильеру, образуя непрерывный профиль, который затем можно разрезать и переработать в подошвы или детали подошв. Этот метод подходит для массового производства подошв простой формы, например, некоторых плоских подошв для повседневной обуви. Экструзионная обработка обладает высокой производительностью и позволяет снизить производственные затраты.
4.3 Компрессионное формование
Метод компрессионного формования предполагает размещение материалов из термопластичного полиуретана (ТПУ) в форме, а затем воздействие давления и тепла 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 приводит к получению подошвы с равномерной плотностью и характеристиками. Он также подходит для обработки некоторых композитных подошв, требующих сочетания ТПУ с другими материалами.
5. Тенденции будущего развития
5.1 Инновации в материалах
С непрерывным развитием материаловедения материалы на основе ТПУ будут и дальше совершенствоваться. Будут разрабатываться новые типы материалов на основе ТПУ с улучшенными характеристиками, такими как более высокая эластичность, меньшая плотность и более высокая адаптивность к окружающей среде. Например, исследования и разработки биоразлагаемых материалов на основе ТПУ еще больше повысят экологичность обувной продукции. Кроме того, важным направлением будущего развития станет сочетание ТПУ с наноматериалами или другими высокоэффективными материалами для разработки композитных материалов с более превосходными свойствами.
5.2 Оптимизация процесса
Технология обработки подошв из ТПУ будет дополнительно оптимизирована. Передовые технологии производства, такие как 3D-печать, могут получить более широкое распространение в производстве подошв из ТПУ. 3D-печать позволяет создавать подошвы с индивидуальным дизайном, давая потребителям возможность проектировать и изготавливать подошвы, отвечающие особенностям и потребностям их стопы. В то же время, интеграция интеллектуальных технологий производства в обработку подошв из ТПУ повысит эффективность производства, снизит энергопотребление и обеспечит стабильность качества продукции.
5.3 Расширение рынка
Поскольку требования потребителей к комфорту, функциональности и экологичности обуви постоянно растут, 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 будут шире использоваться в обуви специального назначения, такой как медицинская реабилитационная обувь, детская обувь и обувь для пожилых людей. В будущем рынок подошв из ТПУ будет демонстрировать тенденцию к непрерывному росту.
В заключение, материалы на основе ТПУ обладают значительными преимуществами в применении для подошв обуви. Их превосходные характеристики, широкий спектр применения и разнообразные технологии обработки делают их важным материалом в обувной промышленности. С непрерывным развитием технологий и меняющимися потребностями рынка, подошвы из ТПУ будут иметь более широкие перспективы развития и играть все более важную роль в обувной отрасли.
Дата публикации: 15 июля 2025 г.