隨著北京成功申辦2023年奧運會，越來越多的中國人開始熱衷於各種體育運動，高效能的運動鞋也就成為緊俏產品。作為繼橡膠、pvc、sbs之後的***鞋底材料，tpu(熱塑性聚氨酯彈性體)具有更優良的彈性、耐磨性、抗撕裂性和彎曲性，是各種要求極高的專用鞋如足球鞋、冰刀鞋、登山鞋等的鞋底首選材料之一。
目前用於運動鞋鞋底生產的材料主要有pvc、pu、eve和tpu，其中的tpu由於效能突出和具有環保概念，開始嶄露頭角。pvc的**低廉，但是溫度低時變硬易折裂，溫度高時又易變軟，且有醫學研究證明pvc會釋放對人體有害的二噁英，先進國家的大型運動用品廠商如nike等已逐步用tpu等材料替代pvc；pu材料重量輕、耐熱性好、抗磨損性好、壽命長、**也較低，但專案的投資成本高(機器、模具和原材料)，成品難以重新再利用；eve的柔韌性、彈性良好，耐化學品和著色效能優異，但生產工藝相對複雜，使用範圍侷限在中高檔運動鞋的範圍裡。而tpu具有耐磨性強、抗張強度及斷裂伸長率高、耐氣候性良好等優點，雖然在硬度、重量和**方面存在不足，但綜合來看，tpu的應用市場更為廣泛。
tpu的生產及運用
傳統的tpu產品是通過反應釜完成的。由於其工藝複雜，占地面積大，汙染嚴重，已逐步被單螺桿擠出機和雙螺桿擠出機所取代。在擠出機中合成聚氨脂或通過反應擠出生產聚氨酯彈性體，這些反應是按逐步增長聚合反應機理進行的。
反應物往往是以熔體或液體餵入擠出機的，反應物間的化學摩爾配比對於生產高相對分子量的聚合物十分重要。在大陸及台灣巿場，tpu的最大用量在於鞋材方面的射出成形，且以德國basf和中國台灣的優得為最主要生產及**廠商。其中台灣優得建有五個工廠，其tpu產能已居亞洲之首。
之前該公司主攻歐美市場，但目前開始轉戰中國內地，市場占有率正在逐步上公升。據悉，優得準備五年內在內地籌建三座tpu廠，使總產能於2023年超過50,000公噸，躍居全球第一。
而台灣的寶成及豐泰是主要的代工廠商，兩家公司一年的運動鞋產量約一億雙，佔全球運動鞋產量的63%。若以30%的tpu鞋大底用量、每3.5雙鞋大底用一公斤tpu計算，台灣的兩大製鞋龍頭一年即要消耗tpu 8500噸。
tpu的優越性能
tpu是熱塑性彈性體的重要品種之一，既有熱塑性塑料的易加工效能，又具有熱固性橡膠的效能。其優越性主要體現在：抗撕裂性強；彎曲效能優秀；抗張強度及斷裂伸長率高；長期壓縮變形率低；低溫下仍保持良好的彈性；防滑效能和耐磨性突出等等。
tpu有b、c、e、s等系列之分，各種系列的硬度、密度、抗拉強度等效能有所不同，通常用s系列產品製造鞋底，例如全世界最大的tpu製造商德國elastogran公司的s系列產品效能如表一。
從表中可以看出，tpu材料的耐衝擊強度極大，達1000mpa以上；其拉伸強度達50mpa，拉伸伸長率500%以上；其
磨耗值極低，在0.035%以下。此外，tpu材料的耐油性好，長期在油中浸泡也不變質；彈性好，比橡膠高數倍；其表面光潔度好；耐磨損，耐折斷好，做鞋底可以折彎2萬次不斷裂。
tpu鞋底發展新趨勢
儘管近年來tpu鞋底由於其優越性能和環保概念，日益受到人們的歡迎，但是它自身具有的材料硬度和重量大、**高等缺點限制了巿場的滲透率。世界各大生產商對此進行了大量的研究，並取得了喜人的發展。柔軟性更佳
三、四年前，鞋業中最軟的tpu的有效商業肖氏硬度大約為70a。用這種硬度的tpu生產的鞋底太硬，穿?不舒服而且抗滑效能低。
目前亨斯邁聚氨酯(huntsman polyurethanes)發明了一種硬度降低至55a的新材料，完全能滿足大多鞋底材料55a到65a的硬度要求。表二列出了三種不同級別的tpu的性質。
在傳統的柔順壽命測試中，這些tpu材料比已經可接受的聚氨酯材料要好兩倍或更多。並且，隨著硬度的下降，它們的彈性有所增加，減少能量損失從而降低疲勞率。此外，這些新的材料有很好的抗摩擦效能。
高質量橡膠的擦傷損失在120 mm3-180mm3之間，傳統的聚氨酯彈性體的大約是100mm3，而以上的tpu材料擦傷損失都低於80mm3。重量更輕、成本更低
tpu與普通的材料，如pvc重量相當，在正常的條件下，可以通過區域性的設計來控制鞋底的重量。而**alon duo概念則是一種更有效減輕重量的方法。
這種概念把傳統的重量小且舒適度高的聚氨酯與tpu卓越的效能相結合，生產出輕盈的複合材料鞋底。義大利的maingroup推出的新智慧型加工工藝incom process就運用了這一方法，向開放式模具內注入可熔塑料材料，可以直接成型，只需較低的鎖模力以及可生產薄至1mm的產品。這種產品具有良好的鞋底清晰度，防滑、防磨、抗震效能也有所增強。
由於新產品可以做得更薄，每只鞋底的材料用量減少，利於節省材料成本。另外，要運用傳統的注射成型方法，生產出相當薄度的鞋底非常困難，而且昂貴，因為它需要用高的注射壓力和鎖模力以及比較昂貴的模子。因此，新的incomprocess加工工藝在改善鞋底效能的同時也節省了生產成本。
更重要的是，由於外觀和效能都得以改進，產品的質量提高了，產品的價值也隨之增加。透氣性更強
透氣性是判斷運動鞋質量的重要指標之一，今年夏天，透氣性更成為運動鞋**的主打內容。利用巴斯夫一種特殊的tpu高彈體材料製造的全面透氣的鞋子，是這一浪潮中備受注目的新品。
巴斯夫子公司elastogran的塑料專家與鞋子設計師們合作，為阿迪達斯(adidas)的「climacooltm」最新系列開發了360度的透氣系統。鞋底、加固物、保護性鞋尖和減震部分都採用了tpu高彈體。鞋底的細網眼透氣面使新鮮空氣得以從下部流進鞋子，同時，特殊的鞋墊起到風扇的作用，使鞋內的空氣保持流通，其結果是使產生的熱量減少了20%。
在現有的注塑機上，也可以使用該新系統進行生產，因而成本較為合理。目前阿迪達斯已經生產了一百萬雙以上的「climacool」鞋子，並且正在廣泛開展廣告活動。
隨著tpu的形成工藝和生產技術進一步成熟，一系列新型材料相繼問世，tpu將進一步滲透入鞋底材料的巿場，尤其在那些注重效能、舒服和耐久性要求高的場合中將會得到更多的應用。並且，效能與美觀相統一的鞋底材料，將成為鞋底生產商的努力方向之一。
《高效能計算》課程簡介
數字訊號處理與應用 課程，共48學時，課內考試。課程主要介紹時域離散時間訊號和時域離散系統基本概念和基本性質 時域離散訊號 系統的頻域分析和z變換 離散傅利葉變換 dft 及其快速演算法 fft 數字濾波器的基本結構及兩類典型數字濾波器 iir fir 特點 iir和fir數字濾波器的工程設計方法 ...
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