基于原位发泡成型技术增强PEBA珠粒泡沫界面扩散与粘结性能的研究

针对聚醚嵌段酰胺(PEBA)珠粒泡沫因结晶性强导致界面粘结差的问题，研究人员通过引入乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)作为界面粘合剂，采用原位发泡成型(IMFM)技术，显著提升了PEBA珠粒泡沫的力学性能。最优配方(5 wt% EVA)使泡沫密度降至0.107 g/cm3，回弹率达73.8%，拉伸强度和断裂伸长率分别提升15%和84%。该研究为高性能PEBA珠粒泡沫的规模化生产提供了可行方案。

　　

在运动鞋中底材料领域，聚醚嵌段酰胺(PEBA)泡沫因其轻质(密度可低于0.2 g/cm³)和高回弹性(>70%)备受青睐。然而传统蒸汽箱成型技术面临严峻挑战：PEBA分子链中聚酰胺硬段的高结晶性会阻碍珠粒界面间的分子链扩散，导致成型件出现"珠粒间断裂"现象，力学性能骤降。更棘手的是，PEBA的狭窄成型温度窗口(仅约5°C)使工业化生产难以控制。现有研究多集中于块状PEBA泡沫，对珠粒泡沫成型这一关乎实际应用的关键技术却鲜有突破。

为解决这一难题，中国的研究团队创新性地提出将低熔点乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)与PEBA共混，并采用原位发泡成型(IMFM)技术。这种"双管齐下"的策略既通过EVA的界面粘合作用改善分子链扩散，又利用IMFM过程中产生的界面压力(压缩比>80%)稳定泡孔结构。研究通过差示扫描量热法(DSC)和动态机械分析(DMA)揭示材料热行为，采用超临界CO₂发泡制备珠粒，最后通过IMFM工艺制备测试样件。

相形态与热性能
扫描电镜(SEM)显示EVA在PEBA基体中形成0.54-1.75 μm的"海岛结构"。DSC证实EVA的引入使PEBA的结晶温度从148.6°C降至144.3°C，熔融焓减少23%，显著改善了加工窗口。流变测试表明EVA添加使复合体系储能模量提升30%，为泡孔稳定提供保障。

发泡行为调控
纯PEBA珠粒平均泡孔尺寸为356 μm，而添加5 wt% EVA后降至283 μm，泡孔密度提升2.3倍。这种改善源于EVA/PEBA界面处异相成核效应，且EVA的熔融行为(熔点89°C)在发泡过程中形成临时支架结构，抑制泡孔合并。

力学性能突破
IMFM成型件表现出根本性断裂模式转变：纯PEBA样品呈现典型珠粒间剥离，而PEBA/EVA共混物转为珠粒内断裂。5 wt% EVA配方使拉伸强度达0.63±0.04 MPa，断裂伸长率提升84%至137±6.6%，回弹率保持73.8%的高水平。这种"既强又韧"的特性源自EVA熔体在界面形成的物理交联网络。

该研究通过巧妙的材料设计和工艺创新，突破了PEBA珠粒泡沫成型的技术瓶颈。IMFM技术产生的界面压力(>0.3 MPa)与EVA的界面增容作用形成协同效应，不仅解决了珠粒粘结难题，还拓宽了加工窗口达15°C。所制备的轻质高弹泡沫特别适用于需要多次冲击能量耗散的运动鞋中底，为高性能聚合物泡沫的工业化生产提供了新范式。研究结果发表于《Polymer》，第一作者Junjie Jiang的贡献包括实验设计与论文撰写，通讯作者Wentao Zhai负责课题构思与经费支持。