Что лучше tpr или cyberskin
Сравнение характеристик и свойств материалов из TPE и EPDM
Термопластичные эластомеры (ТПЭ) представляют собой важный класс материалов и могут быть использованы в широком спектре промышленности. В общем, ТПЭ охватывают множество различных типов структур полимерных материалов и отличаются тем, что они являются мягкими и гибкими, как термореактивная резина, и в то же время могут обрабатываться в расплаве и перерабатываться, как термопласты.
ТПЭ определены Международным институтом производителей синтетического каучука как:
«Полимеры, полимерные смеси или соединения, которые выше температур плавления проявляют термопластичный характер, позволяющий им формоваться в изготовленные изделия, и которые в пределах своего расчетного температурного диапазона обладают эластомерными свойствами без сшивания во время изготовления. Этот процесс является обратимым, и продукт может быть переработан и переделан».
Структура термопластичных эластомеров TPE
По существу, ТПЭ представляют собой блок-сополимеров или физическую смесь полимеров, которые проявляют одновременно термопластичные и эластомерные свойства. Как семейство, ТПЭ охватывают особую группу полимерных материалов, которые подвергаются высокому уровню упругой деформации без сшивания. Они демонстрируют характеристики как термопластов, так и термореактивных каучуков одновременно.
Конструктивно ТПЭ делятся на две категории: смеси и блок-сополимеры. Независимо от того, является ли TPE смесью или блок-сополимером, полимерная система имеет кристаллические и аморфные состояния. Для смесей это достигается механической смесью полукристаллических и аморфных полимеров. Альтернативно, блок-сополимеров состоит из отдельных блоков кристаллических и аморфных в одной полимерной цепи. Эта двойственность структуры объясняет уникальные свойства TPE.
Основанные на блок-сополимере ТПЭ основаны на полимерах, которые имеют твердые и мягкие блоки вдоль основной полимерной цепи. В качестве объемного отклика затвердевание из расплавленного состояния приводит к слиянию кристаллических веществ в твердые блоки, что приводит к характерному термопластичному поведению. И наоборот, аморфные вещества образуют эластомерные мостики, также известные как связующие молекулы, представляющие собой твёрдые блоки, которые придают эластомерное поведение.
Независимо от того, является ли материал ТПЭ сополимером или смесью, твёрдый блок будет иметь температуру плавления или реже температуру стеклования, значительно превышающую комнатную температуру. Соответственно, твёрдый блок будет иметь температуру стеклования или реже температуру плавления, значительно ниже комнатной температуры.
Специфические свойства могут быть получены и адаптированы путем выборочного сочетания структуры и соотношений отдельных фаз. Хотя и жесткая, и твёрдая фазы вносят вклад в общие физические и механические свойства TPE, некоторые ключевые свойства могут быть более тесно связаны с одним или другим веществом. Некоторые ключевые свойства, связанные с отдельными фазами.
Виды TPE (ТПЭ) и каучуков
Существует шесть общих классов коммерческих TPE:
Термрреактивная резина, каучуки EPDM и другие
В отличие от термопластичных эластомеров, термореактивные каучуки представляют собой однофазные материалы без двойной твердой и гибкой фаз. Каучуковые материалы представляют собой макромолекулы натурального или синтетического полимера и могут быть полимеризованы в виде гомополимеров или статистических сополимеров / терполимеров.
Структура каучука аморфная, исключая кристаллические вещества. Из-за этого резиновые материалы подвергаются стеклованию, но не имеют точки плавления. По определению, термореактивные резиновые материалы имеют температуру стеклования ниже комнатной температуры. Это контрастирует с термореактивными пластиковыми материалами, которые имеют температуру стеклования выше условий окружающей среды.
Существует большое разнообразие типов термореактивных резиновых материалов, причем следующие представляют некоторые из наиболее распространенных с их общими сокращениями:
Процесс сшивания в термореактивной резине представляет собой химическую реакцию, которая протекает при относительно высокой температуре в процессе формования. Наиболее распространенными сшивающими агентами являются сера, серосодержащие химические вещества и пероксиды.
Как термопластичные эластомеры, так и термореактивные каучуковые материалы получают свои основные свойства от основного полимера. Однако оба типа материалов содержат составные добавки, которые модифицируют и улучшают конечные свойства соединений. Эти добавки обычно включают армирующие наполнители, не усиливающие наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и антидеградирующие вещества, технологические добавки и многие типы специальных усилителей производительности. Термореактивные резиновые смеси также содержат отвердители, активаторы и ускорители отверждения для усиления процесса сшивания.
Сравнение TPE, TPE-S и EPDM
На базовом уровне термопластичные эластомеры проявляют некоторые характеристики термореактивного каучука, но при высокой температуре плавления или размягчения они могут перерабатываться в расплаве, как термопласты. Это позволяет повторно обрабатывать TPE и подвергать их повторной обработке. С точки зрения тех, кто знаком с термопластами, ТПЭ обеспечивают простоту изготовления и гибкость конструкции, которой нет у термореактивной резины.
Одной из последних разработок в области термоэластопластов является TPE-S, где в качестве каучука использован стирол-этилен-бутилен-стирольный блок-сополимер (SEBS).
По сравнению с другими термопластичными материалами, TPE-S обладают преимуществами в свойствах:
Тем не менее, термореактивные резиновые смеси предлагают отличные эксплуатационные преимущества по сравнению с TPE из-за их сшитой структуры. Абсолютные свойства будут сильно зависеть от конкретных сравниваемых соединений. Преимущества TPE преобладают в области обработки, в то время как преимущества, указанные в легкости компаундирования и легкости формования, основаны на своей точке зрения. У тех, кто знаком с работой с термореактивными смесями, могут быть разногласия.
Оба типа материалов: термопластичные эластомеры и термореактивные каучуки, представляют собой различные классы полимерных материалов, предлагающих широкий спектр свойств. Сравнение показывает, что присущие свойства зависят от различных структур, включающих два набора материалов, а также от добавок к составам.
Лучший материал для конкретного применения будет зависеть от многих параметров, включая конструкцию компонента и условия эксплуатации. Производитель уплотнителей TM POLI, хорошо знаком как с термопластичными эластомерами, так и с термореактивными каучуками, для того, чтобы выбрать для Вас наиболее подходящий материал уплотнителя и обеспечить наилучшие шансы на успех Вашего конечного продукта.
Термоэластопласты (ТЭП, ТПЭ)
Термоэластопласты или термопластичные эластомеры (ТЭП, TPE-E, TPC-ET, ТПЭ, TPE, ТПВ, TPV, TPE-S, TPE-O, TPE-U, PEEL, TEEE, COPE, TPU, TPUR, TP Urethane, PEBA, TPE-A, TPAE, TPA, TPSiV, TPR, TPE-V) – это полиматериалы, предоставляющие на сегодняшний день очень быстро развивающийся сегмент промышленности.
Термоэластопласты представляют собой синтетические полимеры, обладающие при обычных температурах свойствами резины, а при повышенных – способны размягчаться подобно термопластичным полимерам. ТЭП перерабатывается в резиновые изделия, минуя стадию вулканизации.
В целом структура ТЭП очень сложная, поэтому представить ее одним изображением достаточно сложно. Следует отметить, что структура материала состоит из двух микроскопических фаз: одна – низкомодульная и легкодеформируемая, а другая – жесткая, выполняющая функции связи между упругоэластичными зонами. При нагревании термоэластопластов выше температуры плавления их жесткая фаза расплавляется и позволяет полимеру вытекать в перерабатывающее оборудование.
Свойства термоэластопластов
Широкое применение ТЭП обусловлено отличительными свойствами данного материала. К таким свойствам можно отнести:
мягкость и упругость;
высокую технологичность и допустимость вторичной переработки;
высокую эластичность при низких температурах;
диэлектрические характеристики, которые позволяют применять в производстве изоляционные материалы;
термо- и климатоустойчивость;
устойчивость к слабым кислотам, растворам щелочей, солей, спиртам, воде и атмосферным воздействиям;
достаточно длинный эксплуатационный период;
Следует отметить, что термоэластопласты относятся к полностью перерабатываемым материалам, которые также не содержат хлор и серу. Новопроизведенные ТЭП не содержат в себе свинцовых стабилизаторов и прочих тяжелых металлов. К положительным свойствам можно отнести пониженную миграцию пластификатора.
Свойства термопластичных эластомеров обеспечивают длительное функционирование изделий без снижения эксплуатационных характеристик в условиях постоянно сменяющихся воздействий окружающей среды и атмосферных факторов (холод, повышенные температуры, низкая влажность и т.д.).
И последнее, что отличает ТЭП от резины – способность со временем улучшать свои прочностные показатели.
Ниже приведена сравнительно-оценочная характеристика различных ТЕП-ов и других полимерных материалов.
Напряжение при изгибе
Литье под давлением
Классификация методов получения ТЭП
Термопластичные эластомеры получают различными методами, в зависимости от класса сополимеров и природы исходных мономеров в соответствии с приведенной ниже классификацией:
К классу блок-сополимеров относятся сополимеры с чередующими мягкими и жесткими сегментами. Такие блоки имеют различных химический состав и структуру расположения.
Свойства таких термоэластопластов зависят от длины и количества блоков, последовательности соединения, средней молекулярной массы, химического строения блоков и молекулярно-массового распределения.
Также выделяют и полимерные смеси (относятся ко второму классу). Они наиболее часто применяются в промышленности в последнее время.
Технология получения диенсодержащих термоэластопластов
Далее рассмотрим технологию получения диенсодержащих термоэластопластов. Данный процесс включает в себя следующие стадии:
подготовка мономеров и растворителя;
выделение полимера из раствора;
сушка, гранулирование, упаковка термоэластопласта.
Обратимся к первому этапу производства – подготовка мономеров и растворителя. Так, в зависимости от характера примесей мономер и растворитель подвергается тщательной очистке щелочью, промывке водой, азеотропной дистилляции, ректификации, осушке оксидом алюминия. Из-за достаточно высокой чувствительности реакции полимеризации даже к небольшим количествам кислорода все процессы подготовки мономеров и растворителя проводят в атмосфере азота, допустимое содержание кислорода в котором не превышает 0,001% мас.
Наиболее ответственная стадия процесса получения термоэластопластов – процесс полимеризации. Правильный выбор аппаратурного оформления является основным условием оптимального проведения процесса. Молекулярно-массовое распределение относится к одной из важнейших характеристик термоэластопластов. От нее зависят их свойства. Бутадиен-стирольный ТЭП с узким ММР бутадиенового и стирольного блоков имеет значительно лучшие физико-механические показатели, чем сополимер с широким ММР.
Если обрыв цепей не происходит при проведении процесса полимеризации по механизму «живых» цепей, то в реакторе периодического действия или в проточном реакторе идеального вытеснения получается полимер с более узким молекулярно-массовым распределением, чем в проточном РИС. Из-за этого термопластичные эластомеры часто получают в реакторах периодического действия.
Ниже приведена технологическая схема получения бутадиен-стирольных термоэластопластов типа полистирол-полибутадиен-полистирол периодическим методом.
Схема получения бутадиен-стирольных термоэластопластов
1-4, 6, 7 – осушители и адсорберы;
5 – колонна азеотропной осушки;
9, 12, 14 – полимеризаторы;
11, 13, 15 – интенсивные смесители.
Мономеры и растворитель перед процессом полимеризации подвергаются дополнительной очистке и осушке. Растворитель осушается в аппаратах 1 и 2, заполненным активированным оксидом алюминия или при помощи молекулярных сит. С целью удаления из стирола ингибитора и влаги его пропускают последовательно через аппараты 3 и 4, заполненные адсорбентом. После отмывки от ингибитора бутадиен поступает на азеотропную осушку, проводимую в колонне 5, и осушку в осушителях 6 и 7. С целью получения шихты стирол смешивают в заданном соотношении с растворителем и с целью снижения влияния различных микропримесей на процесс полимеризации титруют инициатором в аппарате 8, то есть добавляют к раствору ограниченно-минимальное количество заранее подкрашенного литийорганического соединения до появления устойчивого цвета окраски.
Первый полистирольный блок термоэластопласта получают в полимеризаторе 9, в который направляется стирольная шихта из титратора 8 и рассчитанное количество инициатора. С целью поддержания необходимой температуры в рубашку полимеризатора подается теплоноситель. Полимеризацию в полимеризаторе 9 проводят до полной конверсии стирола. Далее «живой» полистирольный блок поступает на смешение с бутадиеновой шихтой. Эта бутадиеновая шихта получается при смешении рассчитанных количеств бутадиена и растворителя с дальнейшим титрованием инициатором в титраторе 10.
В последующем полистирольный блок смешивают с бутадиеновой шихтой в интенсивном смесителе 11 и отправляют на второй полимеризатор 12. Образование двухблочного сополимера осуществляется полимеризацией бутадиена до полной конверсии.
Далее «живой» двухблочный сополимер смешивают со стерильной шихтой в интенсивном смесителе 13 и направляют в полимеризатор 14 с целью получения трехблочного сополимера. После достижения полной конверсии стирола трехблочный сополимер подают на дезактивацию катализатора и стабилизацию полимера в интенсивный смеситель 15 и далее на выделение полимера из раствора. При получении трехблочного сополимера методом сочетания «живой» двухблочный сополимер смешивают со сшивающим агентом в интенсивном смесителе и всю реакционную массу подают в полимеризатор с целью завершения реакции сочетания. После чего полимер стабилизируют и выделяют из раствора.
Как правило, в крупных химических производствах используют непрерывные процессы, которые позволяют снизить эксплуатационные расходы вследствие устранения периодической загрузки исходных веществ и выгрузки продукта реакции, улучшить условия для возможности автоматизации процесса и обеспечить устойчивость технологического режима.
Для выделения полимера из раствора применяют всевозможные варианты водной и безводной дегазации. Данный процесс и его аппаратурное оформление аналогичны процессу выделения стереорегулярных каучуков из растворов. Для предотвращения слипания полимерной крошки в дегазаторах необходимо использовать антиагломераторы. При выделении полимера с большой характеристической вязкостью получается неслипающаяся крошка даже без применения антиагломератора.
Ниже приведена технологическая схема выделения ТЭП из раствора методом видной дегазации:
Схема выделения ТЭП из раствора методом видной дегазации
1 – интенсивный смеситель;
3 – дегазатор первой ступени;
7 – колонна азеотропной осушки;
8, 11 – конденсаторы;
10 – ректификационная колонна;
12, 13 – кипятильники.
Полимеризат объединяют с циркуляционной водой в интенсивном смесителе 1. Эмульсию полимеризата подают в инжектор-крошкообразователь 2, после чего в дегазатор первой ступени 3. Из сепарационной части дегазатора 3 отводятся пары углеводородов и воды на разделение и последующую очистку. Из нижней части дегазатора 3 отводится пульпа полимера, которая потом подается на окончательную дегазацию в дегазатор второй ступени 4. Туда же направляется острый водяной пар.
Пары углеводородов и воды из сепарационной части дегазатора 4 отводятся в дегазатор первой ступени, а пульпа из дегазатора второй ступени выводится на выделение и сушку. Отделение крошки полимера от воды происходит на вибросите 5.
Частично обезвоженная крошка с вибросита направляется на сушку, а вода стекает в сборник 6 и далее возвращается на смешение с полимеризатом. Пары из дегазатора первой ступени 3 поступают в конденсатор 8, затем в сборник 9, в котором происходит его расслаивание. Нижний водный слой возвращается в линию циркуляционной воды, а избыток сбрасывается в канализацию.
Верхний углеводородный слой вместе со свежим растворителем подается в колонну азеотропной осушки 7. Из куба колонны 7 растворитель с высококипящими примесями направляется в ректификационную колонну 10. Из верхней части колонны 10 растворитель направляется на полимеризацию, а из нижней части кубовые остатки выводятся на утилизацию.
Для выделения из раствора полимеров, получаемых анионной полимеризацией, испытывались методы безводной дегазации, применение которых особенно целесообразно для полимеров с очень низким остаточным содержанием катализатора, что позволяет исключить стадию его отмывки. Вследствие меньших расходов энергии безводная дегазация имеет технико-экономические преимущества перед водной. Однако из-за серьезных трудностей, связанных с изготовлением высокопроизводительного оборудования методы безводной дегазации пока не нашли широкого применения в промышленности.
И последняя стадия процесса – сушка, гранулирование и упаковка. Сушку проводят в конвейерных воздушных сушилках или шнековых машинах. Заранее проведенное обезвоживание позволяет значительно сократить время сушки (примерно в 3 – 4 раза). Также существует возможность совмещения проведения процесса сушки и гранулирования. После гранулирования полученный продукт отправляется на упаковку.
Виды термоэластопластов
Ниже рассмотрим виды термоэластопластов. Всего из них выделяют шесть основных групп. Далее эти группы приведены приблизительно в возрастающем ценовом порядке.
Как правило, они основаны на двухфазных блок-сополимерах с твердыми и мягкими сегментами. Обеспечение термопластичных свойств происходит за счет стирольных концов, а эластомерные свойства – за счет бутадиеновых средних блоков. Стирольные блок-сополимеры при гидрировании обращаются в стирол-этилен-стирольные каучуки, так как за счет устранения связей С = С в бутадиеновой составляющей приводит к получению промежуточного блока этилена и бутилена. Такие каучуки характеризуются улучшенной термостойкостью, механическими свойствами и химической устойчивостью. Такого рода блок-сополимеры помимо обувной промышленности используются в адгезивах, модификации битума, рукоятках.
Такие материалы состоят из смеси полипропилена и несшитого этилен-пропиленового каучука. Иногда допустимо присутствие поперечной сшивки с целью улучшения свойств сжатия и терморезистентности. Свойства таких полиолефинов ограничены верхним пределом шкалы твердости, обычно 80 Shore A, а также эластомерными свойствами. Как правило, термопластичные полиолефины могут быть компонентами автомобильных бамперов и приборных панелей.
Эти материалы являются следующим шагом по показателям от термопластичных полиолефинов. Они включают в себя также соединения из полипропилена и этилен-пропиленового каучука, но они динамически вулканизированы на стадии смешения. В настоящее время внедряется ряд новых TPE-V, называемых «Super TPVs», которые основаны на инженерных пластмассах, смешанных с высокоэффективными эластомерами, которые могут обеспечить значительно улучшенную тепловую и химическую стойкость.
Такого рода материалы основаны либо на полиэфирных либо на полиэфир-уретановых типах и применяются в случаях, когда изделие должно отличаться по прочности на разрыв, должно быть устойчиво к истиранию и износостойкости. Полиуретаны нередко включают в состав промышленных ремней, проволоки и кабелей.
Обычно термопластичные сополиэфиры используются там, где необходима химическая стойкость и устойчивость к температурам до 140 градусов Цельсия. Также они обладают достойной устойчивостью к усталости и прочности на разрыв.
Термопластические полиэфирные блок-амиды
Они обладают хорошей термостойкостью, химически устойчивы ко многим соединениям, а также допустимо их склеивание с полиамидными пластмассами. Применение термопластических полиэфирных блок-амидов допустимо в аэрокосмических компонентах и кабельных оболочках.
Достойные эксплуатационные характеристики обуславливают широкое применение рассматриваемого материала в промышленности и не только. Так, в строительной области термопластичный эластомер используется в качестве уплотнителя окон и дверей, гибкой кровли, является составляющим асфальта, применяется для производства арматуры для трубопроводов, рукояток, накладок и противоударных частей для инструментов.
Термоэластопласты широко применяются и в обувной промышленности в изготовлении подошвы. Благодаря ТЭП основание обуви наделяется такими свойствами как: устойчивость к ультрафиолету и озону, отсутствием продуваемости в узлах, стойкостью к воздействию химикатов и реагентов для посыпки дорог, возможностью окрашивания подошвы в любой цвет, устойчивостью к растяжениям, сохранение эластичности при пониженных температурах и высокой прочностью на разрыв.
Термопластичные эластомеры не обошли стороной и медицинскую сферу. Так, из них получают следующие медицинские изделия:
системы переливания и хранения крови;
элементы медицинских инструментов;
компоненты больничных коек;
груши для аппаратов искусственного дыхания
Помимо всего вышеперечисленного ТЭП используется в производстве всевозможных аксессуаров для автомобилей – бамперов, оконных и дверных уплотнителей, деталей для интерьера, ковриков и прочих изделий.
Рассматривая сферу товаров массового потребления, следует отметить, что термопластичные эластомеры используются для производства детских игрушек, сосок, зубных щеток, сидений для велосипедов, бритвенных станков, различных легкогнущихся компонентов для бытовой техники.
Также данный материал отличается от остальных полимеров легкостью и дешевизной переработки, возможностью в широком пределе изменять свои свойства при синтезе и допускает вариант вторичной переработки.
Что лучше резина или термопластичная резина
До недавнего времени резина была наиболее востребованным материалом в производстве обувных подошв. Сегодня материал стремительно проигрывает конкуренцию ТЭПам. Термоэластопласты превосходят резину по техническим характеристикам, а также удешевляют изготовление товаров.
Составляющие ТЭП
Термоэластопласты представляют собой материал, который при обычных температурах обладает свойствами резины, а при высоких – размягчается как термопласты.
Превосходные характеристики ТЭП обусловлены его составом:
Кроме подошвы для обуви, термоэластопласты на основе стирольных каучуков заместили резину в производстве многих других изделий: кабелей и оболочек, стройматериалов, автомобильных аксессуаров, медицинских товаров и др. Ежегодно мировой спрос на ТЭПЫ растет на 6-7%.
Чем термоэластопласты лучше резины?
Термопластичная резина изготовлена из синтетического каучука и превосходит ПВХ по прочности. Для большей эластичности в рецептуру ТЭП включаются специальные добавки. Кроме того, термоэластопласты придают подошве следующие свойства:
В отличие от резины, ТЭП обладает интегральной структурой. Внутренняя часть является пористой и хорошо сохраняет тепло, а наружный слой – монолитный, т.е. плотный и прочный. Последний обеспечивает независимость истираемости от плотности.
Термоэластопласт легко подвергается вторичной переработке, что минимизирует затраты на производство и загрязнения окружающей среды.
ПВХ проигрывает в морозостойкости, поэтому в основном используется в производстве подошв для повседневной обуви и изделий, рассчитанных для носки в теплое время года.
Обувные подошвы
В этой статье мы рассмотрим все существующие материалы подошв, их плюсы и минусы для производителей и розничных покупателей. Очень часто плюс для одних является минусом для других, и разобраться с этим совсем непросто. Статья в первую очередь должна быть интересна продавцам розницы, так как объясняет какие потребности покупателя товар удовлетворяет, а какие свойства подошвы оставят потребителя недовольным или даже заставят прийти обратно с претензией.
Задача грамотного продавца
Каждый покупатель, посещая магазин, имеет определенные требования и пожелания, однако очень часто он сам не может четко и понятно их сформулировать и уж точно не может назвать тот материал подошвы, который подойдёт именно ему. Задача грамотного продавца – выявить потребности и предложить обувь, максимально полно отвечающую ожиданиям посетителя. Если некоторые свойства изделия покупателю понятны сразу или во время примерки: стиль, комфортность, цвет, размер, – то материал подошвы и его характеристики ему не будут ясны даже после нескольких дней носки.
Материалы подошвы
Подошвы из полиуретана (ПУ, PU).
Часто называют микропорой, не очень хорошо разбирающиеся продавцы «манкой». Материал пористый, причем поры видны невооруженным глазом, шероховатый. Протектор на подошве обычно не имеет четко очерченных граней и линий, как бы немного «размыт» или оплавлен.
Плюсы: Полиуретан имеет очень низкую плотность, поэтому мало весит и обладает великолепной теплоизоляцией, подошва получается очень легкая и умеренно гибкая. Неплохо амортизирует ударные нагрузки и достаточно износостойка. Все эти свойства делают подошву из полиуретана отличным выбором для потребителя, которому важны комфорт, который хочет обойтись без покупки тёплой зимней обуви, проводит не более часа на улице и не переобувается, приходя в офис. Из плюсов можно также выделить низкую себестоимость, благодаря чему его очень любят производители и продавцы дешевой обуви.
Пример обуви:
Подошвы из термополиуретана (ТПУ, TPU).
Также называют термопластичным полиуретаном. Некоторые продавцы и даже крупные оптовые компании и производители по ошибке называют тунитом и кожволоном. Материал очень плотный, увесистый, гладкий на ощупь (там, где не нанесён рисунок). В комбинации с такой подошвой часто используют каблук под дерево, из плотного специального картона с пропиткой против промокания и набухания. Сама подошва обычно тонкая, а протектор имеет очень четкие грани и рисунки. На срединную часть подошвы производители часто наносят краску под натуральную кожу.
Плюсы: Термополиуретан является износостойким материалом, его очень сложно деформировать, порезать или проколоть. Высокая плотность позволяет изготавливать подошвы со сложными рисунками, которые смотрятся очень красиво. Материал не скользкий, обеспечивает хорошее сцепление. Из-за особенностей технологии производства его часто используют для изготовления обуви больших размеров. Великолепно ложится на модельную и классическую обувь, чаще всего красивые туфли с четко очерченными формами, сложными швами, дорогой кожей верха имеют подошву именно из этого материала. Одно из основных достоинств такой обуви – эстетика, выглядит красиво и дорого. Эти свойства делают изделия с термополиуретановым низом отличным выбором для потребителя, которому нужна красивая обувь, возможно в офис или для вечернего дресс-кода.
Минусы: Удельный вес и высокая плотность термополиуретана являются одновременно и минусом – подошва получается тяжелой, эластичность очень низкая, теплоизоляция плохая. Обувь с такой подошвой не будет тёплой даже с меховой стелькой и увеличенной толщиной. Плотность также влияет и на амортизационные свойства – обувь не пружинит, увеличивается нагрузка на суставы и позвоночник, в конце дня чувствуется усталость в ступнях. Не подходит потребителям, проводящим много времени на ногах. Противопоказана при длительных прогулках. Крепится эта подошва обычно клеевым методом вручную и процент брака, связанный с отклейкой и разрывом по грани следа, по ней выше.
Пример обуви:
Комбинированная подошва
Для того чтобы избавиться от минусов полиуретана (PU) и термополиуретана (TPU), некоторые производители комбинируют эти материалы при изготовлении подошв. Нижний слой, контактирующий с грунтом, из TPU, а верхний, к которому крепится верх обуви, из PU. Подошва имеет явно заметные признаки многослойности: разные текстуры материалов, которые можно отличить визуально и на ощупь.
Плюсы: Все достоинства этих двух материалов присутствуют: великолепная термоизоляция за счет пористого полиуретана, хорошее сцепление с любыми видами поверхности и устойчивость к истиранию и повреждениям за счет плотного термополиуретана. Низкий общий вес подошвы и хорошие амортизационные свойства снимают нагрузку на двигательную систему. Отлично подходит для производства зимней, демисезонной обуви, всесезонной обуви на толстой подошве. Отдельно стоит упомянуть легкие кроссовки с противоскользящими вставками. Если обувь визуально нравится потребителю, он не будет разочарован эксплуатационными характеристиками.
Минусы: Подошва состоит фактически из двух частей, на каждую из которых необходима своя технология и оборудование, что делает процесс производства в два раза дороже. Высокая себестоимость делает эту подошву не очень привлекательной для производителя, особенно если он находится в нижнем ценовом сегменте. Часто изготовители дешевой обуви красят нижний слой обычной полиуретановой подошвы, чтобы обмануть искушенного покупателя и выдать за более дорогостоящее изделие. Производители кроссовок обычно используют дешевые материалы верха, чтобы снизить общую себестоимость продукции. Для потребителя минусов нет.
Пример обуви:
Подошвы из термоэластопласта (ТЭП, TRP)
Материал имеет пористую структуру внутри и более плотную и почти без пор на поверхности. Поверхность шероховатая на ощупь, местами видны поры и ямки, которые выглядят как лопнувшие пузыри. Рисунок на подошве имеет обычно неровные, как бы неаккуратные края, протектор глубокий.
Плюсы: Внутренняя пористая структура материала обеспечивает отличную термоизоляцию и амортизацию. Обувь пружинит, носится легко и комфортно. Отлично подходит для длительных прогулок, часто используется в обуви для активного отдыха. Такие марки как Columbia и Caterpillar используют их почти на всех своих изделиях. Сам материал можно использовать многократно, что позволяет производителям с лёгкостью переделывать партию подошв, если в этом есть необходимость. Имеет экстремально низкую себестоимость при выпуске больших партий, позволяющую изготавливать недорогие изделия, поэтому эта подошва является самой популярной у дешевых и больших фабрик Китая. Износостойкость и сопротивление истиранию значительно выше среднего, так что, несмотря на дешевизну, эта продукция служит долго.
Минусы: Материал выглядит неряшливо и некрасиво, края неровные, посадить такую подошву можно только на пористую и толстую кожу, либо на искусственную. Это делает невозможным её использование на красивой модельной обуви. Из-за технологических ограничений в выборе материалов верха цветовая гамма изделий небольшая, да и визуально готовая продукция получается не очень эстетичной.
Пример обуви:
Подошвы из поливинилхлорида (ПВХ, PVC)
Материал гладкий на ощупь, обычно полупрозрачный, тяжелый, выглядит добротно. Протектор простой, с геометрическими простыми фигурами, края не очень ровные.
Плюсы: Подошвы из ПВХ очень износостойкие, крепкие, не деформируются и не скользят. Очень просты в изготовлении, и в состав легко добавлять различные примеси и пластификаторы, поэтому можно добиться фактически любой эластичности. Маслостойкий материал делает подошву из него идеальной для спецобуви. Часто применяют в детской обуви.
Пример обуви:
Подошвы из этиленвинилацетата (ЭВА, EVA)
Материал имеет мягкую, пористую (пенную) структуру, очень лёгкий, слегка шершавый на ощупь. Протектор может быть абсолютно разным, линии и края ровные, аккуратные.
Плюсы: ЭВА имеет очень низкий удельный вес, подошва получается практически невесомая. Великолепные амортизирующие свойства, способность поглощать и распределять нагрузки, хорошая эластичность. Используется практически в любых видах обуви, кроме модельной. Особенно хорошо проявляет себя в спортивной и пляжной обуви – марка Crocs делает всю свою продукцию именно из этого материала. Подошва постепенно приобретает форму ступни, что обеспечивает дополнительный комфорт. Теплозащитные свойства также выше всяких похвал. Понравится потребителю, который больше всего ценит комфортное ношение, много ходит, любит свободную обувь.
Минусы: Как и с полиуретаном, пористая структура обеспечивает и отрицательные свойства. Несмотря на отличную теплоизоляцию, зимнюю обувь из ЭВА делать нельзя – она не морозоустойчивая, очень скользкая, внутренняя структура пор на морозе разрушается, поэтому она начинает крошиться. Подошва очень недолговечна – она буквально стаптывается за сезон. Её способность приобретать форму ноги обеспечивает ещё один минус – обувь становится слишком свободной, а если у потребителя есть дефекты стопы или походки, то через некоторое время изменившаяся подошва подчеркнёт их. Если покупатель рассчитывает на долгое ношение, он будет очень разочарован.
Пример обуви:
Подошвы из термопластичной резины (ТПР, TPR)
Материал является резиной, сделанной из синтетического каучука, прочнее натурального, современные технологии могут сделать её практически любой пластичности. Может быть шершавой на ощупь или абсолютно гладкой – всё зависит от пресс-формы, в которой она была отлита. Протектор также может быть любой глубины, линии и края очень ровные и аккуратные.
Плюсы: Термопластичная резина обладает достаточно средними свойствами плотности и удельным весом и это является достоинством. Подошвы из неё нескользкие, обладают хорошими амортизационными свойствами и снимают нагрузку на ноги и позвоночник, достаточно легкие в стандартном варианте изготовления, а в новом поколении материала вес снижен в разы. Неплохо сопротивляется истиранию в стандарте, а при использовании новых технологий производитель даёт 5 лет гарантии на данную деталь обуви. С эстетической точки зрения подошва выглядит очень хорошо, может быть любого цвета, любой формы и с любым рисунком. Используется практически во всех видах обуви. В кедах почти всегда именно этот материал. Потребитель, выбрав изделие с этим материалом, скорее всего, останется доволен эксплуатационными характеристиками.
Минусы: Высокая себестоимость изготовления подошвы, необходимость использования очень дорогостоящего оборудования и специальных пресс-форм для каждого размера делает этот материал не очень популярным у производителя, либо фабрикант уменьшает себестоимость товара за счёт очень дешевых материалов верха, как в случае с кедами. Не каждый покупатель поймёт, почему кеды из натуральной кожи высокого качества должны стоить дороже модельных туфель, но именно так и должно быть. У материала не очень хорошие теплоизоляционные характеристики, поэтому зимнюю обувь на такой подошве можно делать, но только добавив толщину.
Пример обуви:
Подошвы из кожи (leather), тунита (tunit) и дерева (wood)
Данные материалы в статье объединены, так как используются они в современном производстве всё реже и обладают значительно большим количеством недостатков, чем достоинств. Кожаные и деревянные подошвы очень легко определить визуально, подошва же из тунита выглядит как резиновая, но с вкраплениями из другого материала, который на самом деле является кожаной стружкой, отсюда и второе название – кожволон. Все эти материалы негибкие, тяжелые, не обладают амортизирующими свойствами, плохо сохраняют тепло, очень скользкие, износостойкость отвратительная. Единственный плюс этих материалов – это их статусность. Ничем не подкрепленный миф о том, что натуральные материалы подошвы лучше искусственных, позволяет находить покупателя и на такую продукцию, которая является очень дорогой. Можно ещё выделить небольшой плюс натуральной кожаной подошвы – это то, что она «дышит», потому что кожа является природной мембраной.
Однако это не совсем так. Дело в том, что органолептические показатели обуви очень сильно зависят от подкладочного материала и материала верха изделия. Кожа действительно является натуральной мембраной, но только в том случае, если у неё сохранён верхний слой с порами, позволяющими пропускать воздух и не пропускать влагу. Производители дорогой обуви на кожаной подошве используют соответствующе дорогой материал верха и также лицевую кожу в качестве подкладочного материала. И такая продукция действительно дышит, однако, если поставить на неё подошву из любого искусственного материала, потребитель не увидит разницы. Именно поэтому установка резиновой профилактики на кожаную подошву никак не влияет на потребительские свойства.
Способы крепления подошвы
Существует три основных метода крепления подошвы: клеевой, прошивной и литьевой. Технология крепления никак не влияет на потребительские свойства обуви, однако достаточно сильно влияет на качество и процент брака. Прошивной метод используется в классической и повседневной обуви, он устаревший, из-за того, что для него в подошве и материале верха проделываются отверстия, обувь с таким методом крепления пропускает воду. Также нить, скрепляющая верх с подошвой, может истираться, что приводит к отделению деталей изделия. На данный момент метод используется нечасто.
В изготовлении комфортной обуви для повседневной носки часто применяется литьевой способ. На полностью отшитую заготовку верха с пришитой стелькой под давлением и высокой температурой наливается материал подошвы, который затем застывает. Никаких ниток или клея. Плюс этого метода в очень низком проценте отклейки подошвы – фактически такой брак отсутствует из-за того, что молекулы подошвы проникают в материал верха и если не было нарушений в технологии, то оторвать её невозможно.
Однако, есть и значительные минусы: из-за технологической особенности данного метода материал верха должен иметь определённую пористую структуру, которой обладают обычно дешевые кожи и спилки, соответственно, красивую обувь из дорогих кож изготовить этим методом нельзя. Также, стоимость оборудования для отлива подошвы очень высокая, при запуске станка на разогрев, первичную настройку и пробные образцы уходит много материала, что очень сильно увеличивает себестоимость, если партия обуви небольшая. Всё это приводит к тому, что данный метод используется в основном для производства дешевой повседневной обуви из недорогих материалов, но больших партий. Модельную обувь таким способом изготавливают единицы компаний, например ECCO, которая также использует недорогие материалы верха и подклада, но получает на выходе «неубиваемую» продукцию.
Клеевой метод используется для спортивной, повседневной, классической и модельной обуви выходного дня, материал подошвы может быть практически любой, от кожаной до деревянной. Этот метод является основным на большинстве предприятий-производителей. Плюсы данного метода – это огромное разнообразие материалов подошв и верха, возможность быстрой смены модельного ряда, приемлемый процент брака по отклейке и небольшой – по разрыву материала верха. При этом методе брак в основном зависит не от эксплуатации изделия, а от качества клея и тщательного соблюдения некоторых нюансов технологии производства.
История современной обувной подошвы
До середины прошлого века, до 1932 года, фактически вся подошва всех цивилизаций делалась из натуральной кожи. Естественно, с дорогами в те времена были сложности и обычно подошву меняли раз за сезон, используя один верх. Россия ничем не отличалась от остального мира, и профессия сапожника, меняющего подошвы на сапогах, была одной из самых востребованных. Сапоги носили тогда и женщины, и мужчины, потому что высокая верхняя часть этого вида обуви хорошо защищала ноги от грязи и воды. Называлась эта часть халявой и фраза «отдам сапоги на халяву» означала, что от обуви остался только верх, а подошва, которая была самой сложной и дорогостоящей частью обуви, уже вся в дырках.
Был небольшой процент подошв из натурального каучука, но изделия эти стоили просто сумасшедших денег, и позволить себе обувь на резиновом ходу могли только очень обеспеченные люди. Причина в том, что натуральный каучук растёт только на экваторе и только в определённых странах: в Бразилии и Таиланде, причем все попытки вырастить каучуковые деревья чуть севернее или южнее определённых небольших регионов заканчивались неудачей. А спрос на каучук был огромный: военная промышленность, зарождающаяся автомобильная, нуждались в этом материале. Знать и богачи хотели прорезиненные плащи и обувь на резиновом ходу в свой гардероб. Спрос многократно превышал предложение, и цены на сырьё были заоблачные.
Для удешевления себестоимости каучук смешивали с размолотой кожей, и так появился материал кожволон. Целая страна, Бразилия, в то время построила всю свою экономику вокруг небольшого района произрастания каучукового дерева. Дошло до того, что за плодоносящее каучуковое дерево отдавали целое состояние в расчёте многократно окупить вложение, и эта ситуация очень напоминала тюльпановую лихорадку в Голландии. В Таиланде, где после многочисленных попыток вырастить каучук это удалось сделать на острове Пхукет, до сих пор действует закон о том, что на земле, отведённой под каучуковые деревья, нельзя выращивать и строить ничего больше, пока деревья не станут старыми.
Многие научные лаборатории трудились над созданием искусственного заменителя, и в 1901 году это удалось сделать русскому химику И. Кондакову. Однако первая промышленная партия искусственного каучука была выпущена в Германии. На основе работ Кондакова было произведено 3000 тонн материала, который полностью пошел на нужды военной промышленности. Однако синтетический каучук значительно уступал натуральному, производство засекретили и законсервировали. И уже в 1932 году советский ученый С.В. Лебедев разработал недорогой и эффективный метод производства синтетического каучука.
Следующей была Германия, которая смогла повторить успех в 1936 году. Значение этих событий сложно переоценить: за несколько лет обе страны переоборудовали инновационными изделиями всю армию и промышленность, экономика Бразилии рухнула и откатилась на десятилетия, а потребитель по всему миру получил непромокаемую подошву, значительно превосходящую кожаную по всем эксплуатационным характеристикам.