TPU，縮寫熱塑性聚氨酯是一種卓越的聚合物材料。它是由異氰酸酯與二醇縮聚而成。 TPU的化學結構以硬段和軟段交替排列為特徵，賦予其獨特的性能組合。由異氰酸酯和擴鏈劑組成的硬段賦予其高強度、高剛性和耐熱性。而由長鏈多元醇組成的軟段則賦予其優異的彈性和柔韌性。這種特殊的結構使TPU處於介於橡膠和塑膠之間的獨特位置，使其成為性能卓越的彈性體。
1. 優點TPU材料鞋底
1.1 卓越的彈性和舒適性
TPU鞋底具有優異的彈性，在行走、跑步或其他體力活動中，能有效吸收衝擊力，減輕足部和關節的負擔。例如，在運動鞋中，TPU鞋底的高彈性使其能夠提供類似彈簧的緩衝效果。當運動員跳躍落地時，TPU鞋底會壓縮並迅速回彈，推動足部向前移動，不僅提升了穿著的舒適度，也提高了運動效率。根據相關研究表明，採用TPU鞋底的鞋子相比普通鞋底，可以減少足部受到約30%的衝擊力，有效保護足部和關節免受過度壓力。
1.2 高耐磨性和耐用性
TPU材質具有優異的耐磨性，無論是在粗糙地面或高強度使用場景，TPU鞋底能夠長時間保持其完整性。例如，工業安全鞋的工人經常在各種惡劣的地形上行走，而TPU鞋底能夠承受持續的摩擦和磨損，確保長久的使用壽命。實驗室測試表明，TPU鞋底的耐磨性是普通橡膠鞋底的2至3倍。這種高耐磨性不僅降低了鞋子的更換頻率，還能為惡劣環境下的使用者提供可靠的保護。
1.3 防滑性能好
TPU鞋底表面經過特殊製程處理，增強其與地面的摩擦力。在雨雪天氣或濕滑地面上，TPU鞋底仍能保持良好的抓地力。對於戶外鞋而言，這一點至關重要。在有水或泥濘的山路上健行時，採用TPU鞋底的鞋子可防止滑倒，保障健行者的安全。 TPU鞋底的防滑係數在潮濕環境下可達0.6以上，遠高於一些傳統鞋底材料。
1.4 尺寸穩定性和可自訂性
TPU在鞋底加工和使用過程中具有良好的尺寸穩定性，在不同的溫度和濕度條件下都能保持原有形狀。此外，TPU可根據不同的設計需求輕鬆客製化，透過調整配方和加工工藝，可以生產出不同硬度、顏色和紋理的TPU鞋底。在時尚鞋履中，TPU鞋底可以透過添加色母粒製成各種顏色以及亮光或霧面效果，滿足消費者多樣化的美學需求。
1.5 環境友善性
TPU是一種可回收的材料，在生產和使用過程中不會產生有害物質，符合當下的環保理念。相較於一些難以降解或可能釋放有害物質的傳統鞋底材料，TPU更環保。例如，PVC鞋底在燃燒過程中可能會釋放含氯的有害物質，而TPU鞋底則不會產生此類問題。隨著人們對環保的日益重視，TPU材料的環保性已成為製鞋產業的重要優勢。
2. TPU在鞋底不同部位的應用
2.1 鞋墊
TPU材料廣泛應用於鞋墊的生產。其彈性和減震性能可為足部提供個人化支撐。在矯正鞋墊中，TPU可用於矯正扁平足或足底筋膜炎等足部問題。透過精確調整TPU鞋墊的硬度和形狀，它可以均勻分佈足底壓力，緩解疼痛，促進足部健康。對於運動鞋墊而言，TPU可以提升運動鞋的舒適度和性能，讓運動員在運動中表現更佳。
2.2 中底
在鞋類中底，尤其是在高性能運動鞋中，經常使用TPU。中底需要有良好的減震和能量回饋性能。 TPU中底能有效吸收運動過程中的衝擊能量，並將部分能量回饋至足部，幫助穿著者更輕鬆地運動。一些先進的TPU中底材料，例如發泡TPU，密度更低，彈性更高。例如，有些跑鞋的發泡TPU中底可以讓鞋子的重量減輕約20%，同時彈性提升10-15%，為跑者帶來更輕盈、更有彈性的穿著體驗。
2.3 外底
TPU 也用於鞋底，尤其是在需要高耐磨性和防滑性的區域。在鞋底的後跟和前腳掌區域，這些區域在行走過程中承受的壓力和摩擦最大，TPU 材質可以用來增強鞋子的耐用性和安全性。在一些高階籃球鞋中，會在關鍵區域添加 TPU 鞋底貼片，以提升鞋子在球場上的抓地力和耐磨性，使球員能夠快速地進行急停、啟動和轉身。
3. 在不同類型鞋子中的應用
3.1 運動鞋
在運動鞋市場，TPU 應用範圍廣泛。在跑鞋中，TPU 鞋底能夠提供良好的緩衝和能量回饋，幫助跑者提升運動表現並減少疲勞。許多知名運動品牌在其跑鞋產品中均採用 TPU 材質。例如，阿迪達斯的 Boost 系列將 TPU 基發泡材料與其他技術相結合，打造出具有出色彈性和減震性能的中底。在籃球鞋中，TPU 鞋底或支撐結構常用於增強鞋子的穩定性和支撐性，在跳躍、落地等激烈運動中保護運動員的雙腳。
3.2 戶外鞋
戶外鞋需要適應各種複雜的地形和惡劣的環境。 TPU鞋底能夠很好地滿足這些要求。其高耐磨性、防滑性和耐寒性使其成為戶外鞋的理想選擇。在登山鞋中，TPU鞋底能夠承受山路上岩石和碎石的摩擦，並在潮濕或泥濘的地面上提供可靠的抓地力。在冬季戶外鞋中，TPU能夠在低溫下保持彈性和柔韌性，確保穿著者在寒冷環境中的舒適性和安全性。
3.3 休閒鞋
休閒鞋注重舒適性和時尚性。 TPU鞋底可以同時滿足這兩點需求。其適中的硬度和良好的彈性使休閒鞋穿著舒適，而其可客製化的外觀設計則能滿足不同消費者的美學需求。在一些注重時尚的休閒鞋中，TPU鞋底會設計成獨特的顏色、紋理或圖案，為鞋款增添時尚元素。例如，有些休閒鞋會採用透明或半透明的TPU鞋底，營造出時尚獨特的視覺效果。
3.4 安全鞋
安全鞋，例如工業安全鞋和工作鞋，對鞋底性能有嚴格的要求。 TPU鞋底能夠提供高水準的防護。其高耐磨性可防止鞋底在惡劣的工作環境中快速磨損。其優異的抗衝擊性能可以保護雙腳免受墜落物體的傷害。此外，TPU鞋底還可以結合其他安全功能，例如防靜電和耐油功能，以滿足不同工作場所的多樣化安全需求。
4.TPU鞋底加工工藝
4.1 注塑成型
射出成型是TPU鞋底常用的加工方法。在這個製程中，熔融的TPU材料在高壓下注入模腔。冷卻固化後，即可獲得所需的鞋底形狀。射出成型適用於生產形狀複雜、精度要求高的鞋底。例如，帶有三維圖案或特殊支撐結構的鞋底可以透過注塑成型高效生產。此外，該製程還能確保大規模生產中產品品質的一致性。
4.2 擠壓
擠出製程主要用於TPU鞋底或鞋底零件的連續生產。 TPU材料透過模具擠出形成連續的型材，然後可切割加工成鞋底或鞋底部件。此工藝適用於大量生產形狀簡單的鞋底，例如一些平底休閒鞋鞋底。擠出加工生產效率高，可降低生產成本。
4.3 壓縮成型
模壓成型是將TPU材料放入模具中，然後施加壓力和熱量使其成型並固化。這種方法通常用於生產形狀相對簡單但尺寸較大的鞋底。在模壓成型中，TPU材料可以更均勻地分佈在模具中，從而獲得密度和性能均勻的鞋底。它也適用於加工一些需要將TPU與其他材料結合的複合鞋底。
5.未來發展趨勢
5.1 材料創新
隨著材料科學的不斷發展，TPU材料將持續創新，開發出性能更優異的新型TPU材料，例如更高的彈性、更低的密度、更強的環境適應性等。例如，可生物降解TPU材料的研發將進一步提升鞋材的環保性。此外，將TPU與奈米材料或其他高性能材料結合，開發性能更優異的複合材料也將是未來發展的重要方向。
5.2 製程優化
TPU鞋底的加工製程將進一步最佳化。 3D列印等先進製造技術或將在TPU鞋底生產中得到更廣泛的應用。 3D列印可以實現鞋底的個人化定制，讓消費者能夠設計和生產符合自身腳型特徵和需求的鞋底。同時，智慧製造技術在TPU鞋底加工中的融合，將提高生產效率、降低能耗，並確保產品品質的穩定性。
5.3 市場拓展
隨著消費者對鞋履舒適性、性能和環保要求的不斷提升，TPU鞋底在鞋類市場的應用將持續拓展。除了傳統的運動鞋、戶外鞋、休閒鞋外，TPU鞋底預計將在醫療復健鞋、兒童鞋、老年護理鞋等特殊用途鞋類領域得到更廣泛的應用。未來TPU鞋底市場將呈現持續成長的趨勢。
綜上所述，TPU材料在鞋底應用上具有顯著的優勢。其優異的性能、廣泛的應用範圍以及多樣化的加工工藝使其成為鞋類行業的重要材料。隨著技術的不斷發展和市場需求的變化，TPU鞋底將擁有更廣闊的發展前景，並在鞋類領域發揮越來越重要的作用。
發佈時間：2025年7月15日