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尼龙弹性体是聚酰胺系热塑性弹性体的俗称,英文名是Thermoplasticpolyamide-basedelastomer,缩写为TPAE,是指由刚性聚酰胺硬段和柔性聚醚或聚酯嵌软段组成的热塑性半结晶型共聚物。
图TPU与TPAE软硬段组成区别
根据硬段和软段组分的不同,TPAE有比较多的种类。目前市面上绝大部分的尼龙弹性体为聚醚酰胺嵌段共聚物,英文名为poly(ether-block-amide),英文缩写为PEBA。
对于尼龙弹性体材料来说,聚醚软段赋予了它优异的柔韧和高回弹性能,聚酰胺硬段赋予了它足够的刚度,并且具有出色的低温抗冲击性能。
加工及应用
TPAE可采用注射、挤出、吹塑及旋转模塑工艺成型加工,并可填充复合改性,适应各种功能性用途;可替代普通橡胶和软质塑料,广泛用于制作机械和电气精密仪器的功能部件、汽车部件、体育用品、软管和机带等,如可制作传送带、压缩空气管、医用胶管、尿道管、消防用软管以及泵膜等。
安骏医疗导尿管,管体采用Pebax尼龙弹性体
GoProto3D打印TPAE部件
PEBAX应用于眼镜、护目镜上的镜框及镜片
近几年,TPAE在高端运动鞋领域的应用十分热门,尼龙弹性体作为发泡中底的黑科技及应用案例有不少,比如耐克的ZoomX技术,被应用在4%、NEXT%等跑鞋上,还有李宁?(bèng)和飞电,还有ReebokFloatride、DecathlonTPE、SKECHERSHYPERBURST等等。
TPAE行业发展概况
TPAE生产方法主要有水解开环聚合法、阴离子聚合法两种,其中前者又可分为二元酸法和二异氰酸酯法。水解开环聚合法生产TPAE已经在实际中得到广泛应用,早期美国Upjohn、德国休斯(Hüls)等企业均采用该方法生产。
就行业发展来看,为了提升性能、降低成本,TPAE需要通过和其他工程塑料共混生成热塑性弹性体合金,有利于产品的性能提升,开拓新应用领域,促进行业发展。
综合来看,尼龙弹性体具有超轻质、高强度、柔韧、耐久、高回弹、高抗冲、耐低温、透气、永久抗静电等特性,其被广泛应用于运动鞋、体育用品、消费电子产品、防水服饰、医疗等领域。
但尼龙弹性体具备高技术门槛,生产企业主要有阿科玛、赢创、宇部兴产、心源科技、旭阳科技、新元化学等,除此之外,还有巴陵石化、万华化学、山东广银、东辰瑞森等。
厂商介绍
1、阿科玛
阿科玛集团成立于2004年10月,由原母公司道达尔集团化工业务重组后建立,并于2006年上市,总部位于法国巴黎。阿科玛中国总部位于上海。中国市场对于整个阿科玛集团有着举足轻重的作用,是其第二大国家市场。
Pebax®弹性体是由刚性聚酰胺和柔性聚醚嵌段组成的聚醚酰胺嵌段共聚物。通过定制聚合物构成,阿科玛能够为各类行业应用提供广泛范围的Pebax®弹性体。
2022年9月,阿科玛宣布将其在法国Serquigny工厂的Pebax®弹性体的产能扩张提升到40%,扩产分两个阶段,首先是在2023年第一季度,将全球产能提高15%,从2023年第三季度开始再提高25%。
Cloudneo跑鞋是世界上第一款100%由高性能聚酰胺材料制成的鞋。鞋底使用Pebax®,鞋面使用Rilsan®聚酰胺11,两种材料均是基于蓖麻子的聚合物
迪卡侬KD900X高性能跑鞋采用Pebax®发泡材料
2、赢创
赢创是一家全球领先的特种化工企业。赢创正在超越化学边界,为客户提供创新、增长性的和可持续的解决方案。其中,VESTAMID®E系列是基于十二内酰胺和聚醚二醇(聚醚嵌段酰胺)的聚酰胺12弹性体(PEBA)。
1979年面世以来,赢创的PA12弹性体模塑材料迅速成为了运动鞋、滑雪靴、登山鞋等户外用品及滑雪板装饰保护膜的首选材料。由PEBA制成的滑雪板或登山靴具有轻便、防水和耐磨的特性。即使在寒冷条件下,它们也能保持良好的柔韧性。得益于其优异的机械性能,赢创的高性能材料可以有效控制鞋的壁厚,从而优化生产成本。
图片说明:赢创消费品细分市场塑料专家克劳斯·胡尔曼(KlausHülsmann)表示:“我们的PA12弹性体的密度低,因此重量极轻。在一场90分钟的足球比赛中,如果对球员的每一步进行合计,与其他鞋底材料相比,该材料能够使球员总共少背负约100公斤的重量。从而有效节省球员的体力,提高球员的耐力。
3、宇部兴产
宇部兴产是日本大型综合化学企业之一,其中,UBESTAXPA是一种基于尼龙12的聚酰胺弹性体。除了尼龙12的特性外,还具有柔韧性、提高塑料与橡胶的相容性、卓越的透明度。
2021年12月3日,据日本化学工业报报道,日本宇部兴产计划将尼龙弹性体产能提高50%,通过到2022年底完成一系列去瓶颈工作,UBESTAXPA产能将比两年前提高5成以上。
美津浓的一款棒球鞋,鞋底材料使用UBESTAXPA
Rexxam滑雪靴采用UBESTAXPA
4、心源科技
浙江心源科技有限公司于2009年创立,总部工厂位于嘉兴,占地面积近2万平方米,在杭州设立了国际营销中心。
经十多年不懈开发,申请多项相关专利,实现了国内首家量产尼龙弹性体系列产品,注册商标UPAE®。目前公司已开发了近40个不同级别及性能的尼龙弹性体牌号。
网址:https://www.suyua.com/
5、旭阳科技
沧州旭阳科技有限公司成立于2018年1月,是旭阳集团的成员企业之一,主要经营聚酰胺弹性体的生产及销售,规模2000吨/年聚酰胺弹性体工业化装置,在售10余种牌号聚酰胺弹性体树脂。
4510SA01适用于釜压珠粒发泡和模压微孔发泡等发泡工艺,用于生产鞋材、体育器材、床垫、沙发垫等产品。
B3202是旭阳科技聚酷胺弹性体系列鞋材发泡应用方向一个重要牌号,可用于超临界物理发泡,也可用于化学发泡,可单独使用,也可以添加EVA、POE等制成合金使用。
6、新元化学
新元化学(山东)股份有限公司成立于2001年,是威海新元集团公司下属全资子公司。新元化学具有高压设备设计制造及高端化工材料生产能力,致力为鞋材行业提供高性价比的新型PEBA材料及其轻量化技术方案,并可根据用户要求进行定制化开发。
KHX系列长碳链聚酰胺弹性体产品为聚醚酰胺交替嵌段共聚物,力学强度良好,加工性能优异,可作为运动鞋中底材料使用,适用于珠粒发泡蒸汽成型、型坯发泡一体成型、共混改性发泡等多种中底加工成型技术,中底制品具有低密度、高回弹、柔软舒适的特点。
*表格中数据为实验室测得的典型数值,不作为产品性能的出厂标准。
7、万华化学
2022年10月20日,万华化学宣布尼龙12生产线出量成功,目前尼龙12弹性体中试装置已可稳定产出合格产品,即将具备量产能力。
万华的尼龙12弹性体树脂产品密度低至1.01g/cm3,耐低温性能可达-70℃。由万华尼龙12弹性体制成的发泡鞋中底材料密度可低至0.1g/cm3,摆锤回弹可达76%,已获得行业主流客户认可。
8、巴陵石化
中石化巴陵石油化工有限公司始建于1969年9月,经过50多年的发展建设,巴陵石化已成为一家大型石油化工、煤化工联合企业,世界最大的锂系橡胶生产基地,新装置建成投产后将成为世界最大的己内酰胺生产基地,是国内重要的环氧树脂生产基地。
聚酰胺弹性体开发项目是巴陵石化2021年科研攻关“揭榜挂帅”项目之一,也是己内酰胺产业链延链项目,对标国外进口尼龙12弹性体,开发具有自主知识产权的聚酰胺弹性体产品,试图通过技术攻关打破国外厂家垄断。
2022年1月21日,巴陵石化尼龙弹性体开发取得突破,第一批次中试产品试车成功,产出聚酰胺弹性体近200千克,总结试车经验后第二批次中试产品生产加紧开展,通过优化生产组织,产品性能进一步提升。
9、山东广垠
山东广垠新材料有限公司是长裕控股集团于2010年6月在淄博高新区注册成立,公司致力于发展长碳链尼龙树脂及制品的研发、生产和销售,是集科研、开发、生产和经营为一体的高新技术企业。
尼龙弹性体是由作为硬段的聚酰胺和作为软段的聚醚合成得到的,具有良好的柔软性,优异的回弹性,永久抗静电性能,广泛用于运动鞋、运动器材、运动服饰、透气薄膜、永久抗静电剂及医疗导管。
*以上数值为材料的代表性测试值、并非该规格材料的最低值。
10、东辰瑞森
山东东辰瑞森新材料科技有限公司始建于2001年,隶属于山东能源集团,是国内最早从事长碳链尼龙研发、生产、销售的企业,是山东省新材料产业链链主单位。
公司主要生产长碳链尼龙树脂PA1012、PA1010、PA610、PA612、透明尼龙、尼龙弹性体、高温尼龙等树脂及其改性产品。
公司生产的尼龙弹性体广泛应用于运动鞋、运动器材、运动服饰等体育用品,以及透气薄膜、永久抗静电剂、机械和电气精密部件、汽车零部件、医用胶管等软管和输送带等。
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