Introduction du matériau PEBA et de son application de matériau de chaussure

Introduction du matériau PEBA et de son application de matériau de chaussure

I. Introduction du matériel PEBA

L'élastomère de nylon, également connu sous le nom d'élastomère thermoplastique à base de polyamide (TPAE), est un copolymère thermoplastique semi-cristallin composé de segments durs en polyamide rigide et de segments souples flexibles en polyéther ou en polyester. Selon les composants durs et mous, il existe différents types de TPAE. La plupart des élastomères de nylon disponibles sur le marché sont des copolymères blocs de polyétheramide, abrégés en PEBA.

Les segments souples en polyéther en élastomères de nylon offrent une excellente flexibilité et une haute résilience, tandis que les segments durs en polyamide offrent une rigidité suffisante et une résistance exceptionnelle aux chocs à basse température. Comparé à d'autres élastomères thermoplastiques comme le TPU, le SBC et le TPEE, le PEBA se distingue par ses bonnes performances globales, sa facilité de mise en œuvre et sa légèreté. Il offre également flexibilité, résilience et résistance aux chocs à basse température.

Les élastomères de nylon se caractérisent par leur poids ultraléger, leur haute résistance, leur flexibilité, leur durabilité, leur haute résilience, leur haute résistance aux chocs, leur résistance aux basses températures, leur respirabilité et leurs propriétés antistatiques permanentes. Ces caractéristiques les rendent largement utilisés dans les chaussures de sport, les articles de sport, l’électronique grand public, les vêtements imperméables et les soins médicaux.

II. Processus de production du PEBA

La production de PEBA implique la polycondensation de segments de chaîne polyamide et polyéther. Les deux principales méthodes de production de ces copolymères sont la polycondensation en fusion et la polycondensation en solution.

Lors de la polycondensation en fusion, les chaînes polyamide et polyéther subissent une polymérisation à haute température. Le produit final est ensuite refroidi et transformé en granulés. Cette méthode est privilégiée pour sa rentabilité et les excellentes propriétés mécaniques du matériau obtenu.

Par exemple, les matériaux PEBA peuvent être synthétisés selon un processus en deux étapes. Premièrement, des blocs polyamide coiffés de dicarboxylate sont préparés à partir de lactames et d'acides aminés, en utilisant un acide dibasique comme terminateur de chaîne. Ensuite, les polymères zwitterioniques résultants subissent une polycondensation avec des polyétherdiols à haute température sous vide, catalysée par un alcoxylate de métal de transition, comme illustré dans la figure ci-dessous.

La polycondensation en solution implique la dissolution des fragments de polyamide et de polyéther dans un solvant commun avant de lancer la réaction de polymérisation. Après la réaction, le polymère résultant est précipité, filtré et séché. Bien que cette méthode puisse produire des matériaux PEBA avec une gamme de propriétés plus large, elle est généralement plus coûteuse et plus longue que la polycondensation par fusion.

La synthèse des élastomères de nylon a un seuil technique élevé et il existe relativement peu de fournisseurs mondiaux. Arkema, Evonik et Ube Kogyo comptent parmi les principaux producteurs.

III. Application du matériau de chaussure en mousse PEBA

Les élastomères de nylon étaient initialement utilisés dans les matériaux de chaussures comme plaques élastiques rigides, comme dans les composants de support des semelles de chaussures. Ces dernières années, grâce à l'excellente résilience et à la densité ultra-faible du PEBA exploitées grâce au moussage, il a gagné en popularité en tant que matériau de semelle intermédiaire moussant.

En raison du coût élevé du PEBA, il est généralement mélangé avec du EVA, du TPU et d'autres matériaux de moussage afin de réduire les coûts. Du point de vue des modèles de chaussures des marques de sport, le PEBA peut être appliqué d'une manière similaire à l'ETPU (mousse supercritique) pour la fabrication de semelles intermédiaires. Cela implique de faire mousser des granulés de perles, puis de les mouler ou des feuilles de mousse et de les découper en semelles intermédiaires, ainsi que d'utiliser un processus de petite à grande taille.

Il existe de nombreux cas de technologie avancée et d’applications d’élastomères de nylon comme semelles intercalaires en mousse. Par exemple, la technologie ZoomX de Nike, utilisée dans les chaussures de course comme les 4% et NEXT%, illustre une telle innovation.