鞋用橡胶及辅材开发进展
原上海市胶鞋研究所高级工程师 赵光贤
一、原材料应用进展
1．主体材料
胶鞋是我国重要的橡胶制品之一，年耗胶量（含合成树脂）达45万t，其规模在各类橡胶制品中仅次于轮胎行业。传统胶鞋用材可以简单地概括为“天然橡胶+棉帆布”，自20
世纪60年代以来，这一格局已被逐步打破，在主体材料方面，丁苯、顺丁等合成橡胶品种开始与天然橡胶掺合使用，而丁腈、氯丁等胶种则用于耐油胶鞋（靴），发挥了天然橡胶
所不具备的作用。合成橡胶在胶鞋中的成功使用不仅弥补了我国天然橡胶产量的不足，同时也拓宽了胶鞋的应用领域。近年来，高苯乙烯（HS）、乙烯/醋酸乙烯酯(EVA)、热塑弹性
体（SBS）等合成树脂也相继在胶鞋中得到广泛使用，使胶鞋的性能和工艺适应性进一步得到拓展和延伸。天然橡胶/合成橡胶的使用比从过去的80/20上升到目前的50/50。
2．助剂
随着新工艺的采用及新功能的实现，与胶鞋配套的助剂范围也有所扩大：
（1）白炭黑 新一代胶鞋崇尚鲜艳或浅淡色泽，受此影响，我国胶鞋中白炭黑用量明显增长，年需求量达到万吨级。
（2）增粘剂 由于合成橡胶的使用比率增加，对胶料的增粘要求更加迫切，但松香等传统品种易导致老化，新开发的二甲苯树脂RX-80型增粘剂因不会促进老化而被广泛推广
应用。
（3）过氧化物交联剂 目前透明鞋底大量用于浅色胶鞋，传统交联剂硫磺已不能满足胶鞋对透明度的要求，二异丙苯基过氧化物（DCP）正在该领域中逐步取代硫磺。
（4）分散剂和均匀剂 由于白炭黑的细粒子粉剂大量填充于胶鞋中，粒子团聚问题十分严重，影响到胶制部件的性能，加之不同胶种之间不易掺混均匀，添加少量分散剂和均
匀剂可有效改善这类问题。
（5）纳米材料 纳米材料具有特殊的表面效应，可以为橡胶提供补强、活化、交联、阻燃和灭菌等功能。在实际生产中，纳米级粉剂能优化橡胶的补强，用纳米氧化锌替代普
通氧化锌，使用量可减少60%；纳米级氧化锌或二氧化钛与银系纳米材料配合使用可获得优异的灭菌效果。
3．鞋帮材料
鞋帮是胶鞋的上部结构，帮材选用的恰当与否决定了鞋的牢固程度、使用寿命、舒适性和透气性。近年来帮材的变化集中在性能提高和新产品开发上。棉帆布在低档产品中仍
占主导地位，但占有率已在持续下降；天然及合成革类的使用比例上升，尤其是在中高档产品中增势明显。国际上较流行的鞋用合成革为“超细纤维仿真革”，它以束状胶原纤维为
原料，加工成三维结构无纺布，表面再覆以聚氨酯。我国在帮面织物方面也取得了一定进展，已生产出空气变形涤纶长丝，从而解决了与橡胶粘接困难的问题。
二、新产品开发重点
随着国际潮流的不断发展，为了达到公众对胶鞋的品质、舒适度、卫生性、使用安全等提出的更高的要求，在开发、研制新品种过程中应优先考虑以下三个重点要求。
1．轻量化
轻量化是对所有胶鞋面的共性要求，它不仅意味着节省原材料、降低成本，更重要的是减轻使用者行走时消耗的体力和产生的疲劳。人体工程力学研究表明：一双鞋的重量每
减少1g，人体所受的载荷将相应减轻6g。但是“轻量化”并不是提倡“偷工减料”或无原则的降低单耗，而是要避免对性能无益甚至不利的材料浪费。胶鞋过重既浪费了原材料、
提高了成本，又影响穿着质量，甚至降低鞋的使用寿命，这种情况在胶面胶鞋中尤为常见，实现胶鞋“轻量化”的具体措施主要有以下几方面：
（1）调整部件厚度 在鞋的频繁受力弯曲部位，厚度太大反而容易形成断裂。以胶面胶鞋为例，鞋面（或靴筒）胶的厚度以1mm为宜，如果≥1mm反而容易出现早期屈挠龟裂，
导致漏水。造成这类缺陷的真正原因并非胶层太薄，而是含胶率太低，不耐重复弯曲，所以正确的解决方法应是改进配方，提高含胶率并增加防老剂用量，而非提高胶层厚度。
（2）降低胶料比重 胶料比重过大是造成产品质沉的另一原因，为了降低鞋的成本，很多生产企业在胶料配方中不惜添加大量廉价填充剂（如重质碳酸钙），从而导致胶料比重
增大。如果采用轻质填充剂（如白炭黑、氢氧化镁等）则可有效地降低胶料的比重，有利于实现胶鞋轻量化。
（3）鞋跟留出省料孔 适宜于胶面（鞋）靴的后跟，在模具的非踏地面留出一定的空隙作为省料孔，可减轻鞋重。孔的大小以确保孔的外围有足够的粘合面为准。
（4）中底材料采用海绵 早期的胶鞋中底都采用实芯结构，后来布面胶鞋逐步推广海绵中底，有利于鞋的轻量化和穿着舒适性，但胶面胶鞋迄今仍保持硬中底，存在改进的空
间。
2．专业性
具有专业用途的胶鞋需表现出相应的性能，例如供电工使用的绝缘胶鞋的绝缘指标——击穿电压（单位KV/mm）就有硬性规定；防滑胶鞋则需规定鞋底表面/地面的摩擦系数的
下限，以确保在雨雪或泥泞路面上不易跌滑。
3．卫生化
由于橡胶的不透气性（即气密性），使鞋腔内在穿着时处于温、湿度较高的状态，加上足部的汗腺密度高，使腔内积累的汗液无法散发，留存鞋内成为细菌的滋生条件，这一直
是胶鞋的一大缺点。卫生化的措施主要有两方面：一是加强鞋腔内外的气体交换，排出腔内积存的潮气，换入腔外干燥的新鲜空气。鞋帮可选用网眼织物，在鞋帮下部加开透气孔，
以及在鞋腔内外设置换气机构；二是采用丙纶（聚丙烯）织物作鞋帮，因为丙纶的比重要比常用的棉或维/棉交织布小，且吸湿性较低、耐腐蚀、防虫蛀、耐磨，与橡胶的粘合性较
好。
实现胶鞋卫生化的另一途径是抑制真菌类微生物在鞋腔内滋生、繁衍，从源头上加以消灭，目前普遍采用的方法一般是在与足部接触的部件料中加入灭菌剂，例如在中底海绵
中添加磷酸盐或含载银离子的纳米材料，或加入合布浆液涂敷于中底布表面。
三、鞋用材料发展方向
为了给胶鞋的新产品开发创造有利条件，在原材料方面，我国仍需扩大合成橡胶和合成树脂在胶鞋中的使用量，以缓解国产天然橡胶的短缺。相比之下，我国几大合成橡胶和
合成树脂品种的生产已具备较大规模，制鞋业将加大对工艺较成熟的乳聚丁苯、溶聚丁苯、顺丁、丁腈、氯丁等橡胶品种的使用比例，同时也需要相关产业为胶鞋行业提供稳定的
货源，并根据胶鞋的生产要求进行某些性能的微调和改进。为了满足胶鞋老产品改性和新产品开发，我国应加强对一些合成胶种、树脂及纤维的开发和投产供应（见表1）。
表1 鞋用合成高分子主体材料开发品种建议
原材料种类 材料名称 产业状况 在胶鞋生产中的应用 作 用
合成橡胶 丁苯胶乳 国内有供应 与天然胶乳并用于合布浆 提高鞋帮挺性
异戊橡胶 国内有试制，但无供应 用于透明鞋底的生产 与高档时尚鞋配套
中乙烯基聚丁二烯 燕化曾试制，但未投产 防湿滑性优良，适合在雨鞋中使用 明显提高鞋底防滑效果
合成树脂 高苯乙烯 国内有生产，但未供应鞋用，目前依赖进口 在胶鞋中可在干胶或胶乳中掺用 用于大底胶或合布胶浆，可提高胶鞋挺性
EVA 国内有自制能力，但目前依赖进口 大量用于微孔中底鞋业（包括塑料拖凉鞋）， 橡塑拖凉鞋的大底及运动鞋的内底
年需量估计10万t以上
合成纤维 空气变形涤纶长丝 新近推出合纤织物 解决了与橡胶的粘接难题
纤维织物