 跑者有沒有注意到目前的跑鞋，無論是頂級競速跑鞋，還是長距離訓練鞋，中底材料都越來越輕，緩震回彈性能也更好，并且看上去似乎都差不多。 以前我們只能在阿斯達斯Boost系列跑鞋上看到類似爆米花材料，而現在除了阿迪，越來越多國際和國內品牌跑鞋似乎都在用爆米花材質的中底，其背后是中底材料技術進步所帶來的跑鞋性能的提升。 現在有一項中底技術已經成為業界主流——這就是所謂超臨界發泡材料。 今天我們就來說說這項技術，以及各跑鞋品牌所采用的究竟是什么樣的超臨界發泡材料。  將材料泡沫化是降低其密度，拓展其功能化應用的有效途徑。 泡沫材料具有質量輕、隔熱、吸聲、抗震、比強度高、價格低廉等特點，廣泛應用于日用品包裝、體育器材、醫療設備配件、汽車工業以及建筑等領域。 超臨界發泡機器  超臨界流體發泡技術是近20年快速發展起來的制備微孔塑料的有效方法，這里的微孔結構其實就是跑者理解的類似爆米花結構。 超臨界流體微孔發泡原理是這樣的：溫度及壓力均處于臨界點以上的液體稱為超臨界流體，超臨界流體是介于液體和氣體之間的一種結構，它既會像氣體一樣充滿整個空間，其黏度和擴散系數均更接近氣體，但其密度又類似液體。  其發泡過程可以分為4個階段： 1、使超臨界流體進入聚合物基體中，達到飽和狀態，形成聚合物/氣體均相體系； 2、溫度驟升或壓力驟降使均相體系內的氣體達到過飽和狀態，即熱力學不穩定狀態，從而引起氣泡成核； 3、氣體快速擴散入氣泡核中，泡孔逐漸長大； 4、快速降溫，完成泡孔結構的定型，經過這個過程爆米花就形成了。  超臨界發泡技術一般將 CO2或N2的作為物理發泡劑，因為CO2和N2的化學性質穩定且價格低廉，無毒無害，對環境較友好。 其次，超臨界CO2和N2的臨界壓力及溫度較為溫和，容易實現，且對聚合物溶解性較好、擴散能力較強、易于控制。這就是為什么布魯克斯、安踏某些型號的鞋號一直宣稱氮科技加持的背后原因了。  這里所說的氮氣注入發泡材料不是物理式的氣墊鞋，而是指TPU發泡之前將液氮注入其中，等到發泡完成之后，液氮揮發成了氮氣，由于TPU的密封性，氮氣在TPU材料內形成了無數肉眼不可見的氣泡。 這樣具有兩個好處，一方面讓TPU發泡后重量更輕，一方面讓材料具有更好的回彈性能。  利用超臨界流體發泡技術制備的微孔泡沫材料，其泡孔密度一般為10^9～ 10^15個/cm3，泡孔直徑小于10 mm。 而傳統化發泡法得到的泡沫材料的泡孔密度通常在10^4～10^6個/cm3，泡孔直徑在50～200mm。 因此，對于密度相同的泡沫材料，基于超臨界流體發泡技術所得的微孔材料由于具有更高的泡孔密度以及更小的泡孔尺寸，能表現出更優異的力學性能。 此外泡孔的存在并不會降低材料的強度，相反，裂紋在應力條件下擴展時，微孔能夠使裂紋尖端鈍化，阻止了裂紋的進一步擴展，不但不會造成材料力學性能的損失，還可以改善材料的部分性能。  而在跑鞋中底材料領域，目前用于臨界發泡的聚合物基體主要包括了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、熱塑性聚氨酯（TPU）、熱塑性聚酯彈性體（TPEE）、嵌段聚醚酰胺彈性體（Pebax）等等的一種或多種混合物。 由于原料基體的不同，各跑鞋品牌也就形成了各家的中底材料。 部分跑鞋品牌的物理發泡中底與材質   阿迪達斯Boost老而彌堅 久負盛名的阿迪達斯Boost系列其中底有明顯顆粒感，感覺像泡沫，沒錯，Boost的前身就是Infinergy 發泡微球，是由TPU原料顆粒發泡制成。  Boost材料是由德國著名化工企業巴斯夫股份公司（BASF SE）研發。 最終，阿迪達斯公司采用巴斯夫全新發泡微球Infinergy研制出了具有卓越彈性和減震特性的Boost系列跑鞋，Boost系列跑鞋一賣就是好多年，雖然市場競爭力略有下降，但作為慢跑鞋仍然綽綽有余老而彌堅。 Infinergy主要由發泡熱塑性聚氨酯 (E-TPU) 構成，經過加壓加熱預處理后，原來5毫米大小的顆粒可以像爆米花一樣膨脹。 在這個過程中，內含微型密閉氣泡的橢圓形微球的體積將增大10倍。 這些密閉氣泡能夠賦予發泡微球以優異的彈性和需要的回彈效果。每只阿迪達斯跑鞋中含有 2500 顆泡沫微球，組合起來就能提供比較強大的彈性和緩震功能。 發泡微球在壓縮力比如著地沖擊作用之下，可以最多壓縮至原來一半大小。這對于足部減震非常重要。而壓縮力消失后，泡沫可迅速恢復到原來的形狀，這就是所謂的回彈。 中底就是通過這樣的方式吸收能量，然后將很大一部分能量反饋給跑步者。 當年Boost技術的橫空出世，讓跑鞋中底技術進步一大截，其相比EVA具有較為明顯的技術優勢，不僅更輕也更緩震回彈。 Boost應用于阿迪達斯 adizero競速跑鞋曾經創造過輝煌的歷史，當年運動員也是穿著一水兒的阿迪跑鞋馳騁賽場，在基普喬格腳穿耐克打破世界紀錄之前的眾多世界紀錄都是阿迪達斯adizero系列所創造的，那個時代是阿迪達斯笑傲江湖的“美好”時代。 耐克Pebax超高性能彈性體 是目前最炙手可熱的中底材料 伴隨耐克從4%到NEXT%的巨大成功，一種新型尼龍彈性發泡材料逐漸被人們所熟悉，耐克將其命名ZoomX，本質就是Pebax材料經過超臨界發泡而形成，這種材料具有優異的柔韌和高回彈性能，他具備足夠輕的質量，并且具有出色的低溫抗沖擊性能。 Pebax超高性能彈性體是目前最炙手可熱，也是公認的性能最好的中底材料之一，也是各家頂級競速跑鞋普遍采用的材料，而次頂級鞋或者訓練鞋采用Pebax材料的不算多，因為其成本較高。 近兩年大火的碳板跑鞋讓我們往往過度迷信碳板作用，其實沒有以Pebax為代表的超臨界發泡材料，碳板的作用也會大打折扣，有點皮之不存毛將焉附的意思。 為什么這么說？ 碳板彈性雖然很好，是指在彎折時回彈充分，但其在沒有彎折的情況下，質地卻十分堅硬，在中底中加入一塊硬質材料，就需要有很好的緩沖材料來減少堅硬碳板對于腳的硬沖擊，從而防止加入碳板后鞋的順應性下降和剛度過度增加，造成鞋的舒適性大大降低。 如果中底不夠厚，那么這樣的碳板跑鞋穿起來是十分難受的，而在傳統EVA材料中加入碳板，那么就勢必要增加EVA的厚度，但EVA一旦增厚，一方面重量明顯增加，一方面增厚的EVA恰恰抵消了碳板的回彈，使得碳板無法發揮作用； 因為EVA緩震好但回彈性能談不上特別好，可以理解為一個緩震材料加一個回彈材料合在一起并不是又緩震又回彈，而是變成了既不緩震也不回彈，那就南轅北轍了。 所以碳板加入中底的前提就是要有更好地、更高級、更厚的緩震回彈材料，這種材料既要能充分緩震又要能充分回彈，與碳板一起是相互兼容而不是相互抵消； 同時，這種材料要足夠厚才能避免跑鞋因為加入碳板而失去彈性和順應性，但又要避免厚度增加帶來鞋的重量增加，而新一代尼龍發泡材料Pebax材料做到了。 Pebax就是耐克zoomX所采用的材料，換句話說，是先進的中底材料成就了碳板技術。所以NEXT%能做到中底非常厚但重量卻變輕了。 PEBA尼龍彈性雖然很好，但也存在抗撕裂性較差的特性。在早期NEXT%跑鞋曾經發生中底撕裂的案例，后來才解決了這個問題。 部分跑鞋物理發泡中底與材質分析 小結 從上述跑鞋中，我們可以看到超臨界發泡工藝在鞋材彈性體上的應用日趨成熟，而可以應用的鞋材彈性體的材料也是百花齊放。 TPU、PEBAX、EVA、TPE等，更輕更回彈更緩震，是中底材料的發展趨勢，它們為跑者帶來了更好的跑步體驗，更多的保護，得以讓跑者體會到更多跑步樂趣，受益的都是大眾跑者。 |
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