热塑橡胶SBS及其在制鞋工业中的应用

热塑橡胶 SBS 及其在制鞋工业中的应用

薛磊

际华三五一三实业有限公司 陕西 西安 710000

摘要：热塑橡胶在制鞋工业的生产中被广泛运用，有着卓越的性能，尤其是鞋底制造离不开热塑橡胶的混合料应用。随着现代人们生活水平的逐步提升，社会对于制鞋工业提出了更高的要求，制鞋工业中有必要加强对热塑橡胶有效性应用的探索和研究，推动制鞋工业的长足发展。本文对热塑橡胶SBS的性能和分类进行了探讨，分析了热塑橡胶SBS在制鞋工业中的应用研究。

关键词：热塑橡胶；SBS；制鞋；工业；应用

前言：热塑橡胶最早是由热塑性聚氨酯发展而来的，它是固体聚氨酯弹性体的一个重要分支，有着诸多的优势特征，包括抗硬度强、高耐磨性、高抗撕性，应用范围十分广泛，制作滑雪鞋、滑冰鞋等的鞋套，以及鞋跟、鞋掌、鞋底、轮滑鞋轮等耐磨件中也常常需要应用到。其中苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的三嵌段共聚物SBS，在制鞋业的生产中是热塑橡胶中最为广泛应用的一种。

一、热塑橡胶SBS的性能

热塑橡胶有着诸多的种类，按照不同的成分构成划分，可将热塑橡胶分为聚烯烃型、聚氨酯型、聚酯型、聚苯乙烯型等，聚苯乙烯型就是SBS型热塑橡胶。通过物理交联形式对热塑橡胶的种类进行划分，可以将其分为结晶型、聚集相型、氢键型等。SBS型热塑橡胶在制鞋工业的生产中应用范围最为广泛。

（一）热塑橡胶SBS的优点

热塑橡胶SBS目前在制鞋工业各类塑橡胶中的应用量最大，发展形势良好，综合性能占据优势的同时，成本消耗也较为适中，不仅在制鞋工业中被广泛运用，在其它相关领域的工业生产中也被大量使用。SBS具有优异的弹性、耐冲击能力、低温柔软性，能够实现对一些塑料低温脆性性能的有效改善；SBS的加工过程较为方便，具有良好的力学性能，可以取代硫化橡胶；SBS具有快速成膜性以及对酸碱的稳定性；和普通橡胶相比，SBS的配方较为简单，无须硫化过程即可以完成加工，制作工序简单，生产效率较高，通过注射热塑性塑料和挤出等方式实现快速成型，大大节约了劳动力、设备设施和能源的投入；SBS热塑橡胶的底料和边角余料等能够进行反复使用，具有良好的环保性能；其自补性较强，应用SBS热塑性胶在制鞋工业的生产中能够制作出多种色彩鲜艳的鞋底，满足人们的审美需求，其它橡胶则需要使用炭黑补强，难以制作成明快的颜色，SBS的应用弥补了这一缺陷；弹力性能良好，和聚氯乙烯等塑料相比，SBS弹力、耐低温曲挠和地面抓着力较强，是PVC材料所无法达到的性能效果，因此在制鞋工业的鞋底制作中是理想的材料^[1]。

（二）SBS材料的缺点

SBS热塑橡胶具有较强优势性能，但是同时也在应用过程中发现了其存在的不足之处，包括SBS热塑材料的耐热性能较差，以及对油脂等化学物的稳定性能不足，因此无法运用到制造运动鞋和劳动保护鞋中。SBS的耐磨性达不到聚氨酯和PVC的效果，和天然皮革相比，耐刺穿能力较弱，并且SBS热塑材料的形状稳定性也不占优势，和硫化橡胶相比，SBS的形状稳定性远远不及。以上SBS材料的缺陷问题导致其在制鞋工业生产中受到了一定程度的应用和发展限制。

二、SBS的分类

根据分子链结构形状的不同，可以将SBS分为线型和星型两个种类，星型SBS在合成时使用到的偶联剂种类各有不同，又可分为3臂、4臂、6臂几种，其中以3臂4臂最为常见。为了降低成本投入、增强共聚物的弹性效果，部分制鞋工业生产厂家在完成了SBS的聚合后，使用环烷油向其进行充油操作，因此SBS产品又分为含油和不含油两个种类。结合客户的实际需要和厂家的生产要求，部分厂家会结合制品的特点进行更进一步的深加工，将配合剂混合其中，制作出各种规格、用途、色泽的鞋底料等^[2]。

三、热塑橡胶SBS在制鞋工业中的应用

（一）鞋底原材料

SBS鞋底配方涉及到多个组成部分，包括操作油系统、共聚物系统、填充系统、颜料系统、稳定剂系统、特种添加剂系统等。操作油系统是用于调节产品性能；共聚物系统包含SBS嵌段共聚物的结构、性能、以及其对产品性能产生的影响和对工艺条件的要求等；填充系统主要用于增亮剂使用，但是同时也发挥了调节性能的效果；颜料系统是结合各种物料间的关系与条件的变化，赋予材料美丽的颜色；添加剂系统可分为有机和无机物质两种，与填充剂系统有所不同，添加剂系统不仅能够降低成本投入，作为增亮剂加入其中，同时能够对产品的性能进行调节，完善和改变嵌段共聚物的相结构。嵌段共聚物SBS按照结构以及是否添加其他化合物可分为不同的种类，SBS热塑橡胶产品的配置中，纯料作为关键的基础，其中含有少量稳定剂，满足运输和储存的需求。除此之外，就是嵌段共聚物不同结构的SBS对于产品的性能有着不同的影响，通常来讲，星型SBS的延伸率较低，但是硬度和抗张强度较高，充油SBS则通过加入高沸点的矿物油形成化合物产品，能够满足制鞋的生产需求。SBS的纯料硬度过高，强度较大，充油后则能够方便加工，同时满足性能方面的生产需求，投入成本较低，因此使用充油产品为基料制作鞋底材料，再通过加入其他成分提高产品性能

^[3]。

（二）使用稳定剂

SBS在制鞋业中的储藏、运输、加工使用中需要运用到稳定剂，因为SBS会受到多种条件因素的影响发生性能方面的变化，包括硬度增加、强度下降、颜色变红变棕、表面龟列甚至出现粉碎等问题，代表着SBS的老化。为了延缓SBS的老化问题出现，需要加入聚合物稳定剂，可能对SBS在这些工业中形成影响的因素有很多，例如光、热、氧、潮、化学腐蚀等，其中氧是最为明显的影响因素，为了提高SBS的的稳定性，加入抗氧剂、光稳定剂物质，保证SBS及其混合胶料中能够形成良好的防老化作用，避免出现变色、分散、污染等问题^[4]。

（三）操作油

操作油也就是增塑剂或软化剂，加入操作油的目的是降低材料硬度，改善工艺性能，增强抗撕裂性、熔融流动性和柔顺性，同时能够起到适当降低成本的作用，例如链烷烃油、环烷烃油等。使用操作油能够保证共聚物的良好强度性能，避免出现硬度大幅度下降的情况，使用操作油能够只软化弹性聚丁二烯嵌段，而不对聚苯乙烯嵌段形成软化作用，以免对物料中的聚苯乙烯交联网点造成破坏，导致其强度下降，甚至无法使用。使用操作油时需要保证其中的芳烃含量较低，以12%以下的操作油为主，环烷油是综合效果最好的油品之一，添加量大，而对强度等性能不会造成负面影响。SPS的操作油应用中含有白油、三线油以及其它树脂和聚合物，需要严格控制用量，因为很容易析出或发生污染，效果较差，整体来讲SBS操作油仍旧是以环烷油效果最佳^[5]。

结论：综上所述，我国的制鞋工业产业在现代化社会建设进程中发挥着不可忽视的重要作用，与人们的日常生活之间有着密切的关联。热塑橡胶SBS作为一种常见的应用材料，有着良好的性能优势，在制鞋工业生产中得到了广泛的应用，值得人们继续探索热塑橡胶SBS的有效运用，提高制鞋业的综合水平。

参考文献：

[1]高芳芳.大数据时代皮革制鞋业的创新创业路径分析[J].中国皮革:1-5[2020-10-03]

[2]一清.制鞋业加快数字化转型[J].北京皮革,2020,45(09):44-45.

[3].一种制鞋业橡胶废料处理装置[J].橡塑技术与装备,2020,46(03):62.

[4]郭芷毓.基于钻石模型的中国制鞋业国际竞争力分析[J].商讯,2019(13):140+142.

[5]王灿灿,刘情情,等.乙烯-醋酸乙烯共聚物/丁苯橡胶热塑性硫化胶的压缩Mullins效应及其可逆回复[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2016,37(01):56-61.