EVA табандар мен PU табандар: кеңейтілген өнімділік салыстыруы

Материалдар негізі: EVA және PU табан құрамын түсіну

EVA және PU табандардың химиялық құрылымы мен өндіру процестері

EVA — этилен мен винил ацетат молекулаларын қосу арқылы алынатын этилен-винил ацетатты білдіреді. Материалда, әдетте, басқа пластмассаларға қарағанда көбірек икемділік беретін 10-40 пайыз винил ацетат болады. Өндірушілер EVA өнімдерін жасағысы келгенде, түзілген жеңіл көбік материалдарының құрылымы барынша біркелкі болатындай етіп, әдетте жоғары температуралық инъекциялық құю әдістерін қолданады. Екінші жағынан, диизоцианаттар полийолдармен реакцияға түскенде полиуретан немесе PU түзіледі. Бұл компоненттердің қалай қосылуына байланысты соңғы өнім өте қаттыдан бастап, жұмсақ және икемдіге дейінгі ауқымда болуы мүмкін. Көбінесе PU өндірісі «құю» немесе компрессиялық құю процестері арқылы жүргізіледі, бұл өндірушілерге соңғы өнімнің тығыздығы мен біркелкілігін жақсы бақылау мүмкіндігін береді. Осы әртүрлі өндіру тәсілдеріне байланысты EVA әдетте сипағанда резина тәрізді сезіледі, ал PU қысым өзгерістеріне жақсы бейімделетін спонж тәрізді қасиеттерге ие.

Негізгі физикалық қасиеттер: тығыздық, сығылу және материалдың жады

EVA-ның төменгі тығыздығы аяқ киімнің жеңіл болуына ықпал етеді, ал PU-дың жоғары тығыздығы жүкті тарату жағдайын жақсартады. Сығылу сынағы кезінде EVA PU-ға қарағанда 15% жылдам қалпына келеді, бұл оны жүгіру аяқ киімдері үшін жарамды етеді. PU-дың баяу қалпына келуі сатылас тежеу қызметін көрсетеді, бұл жұмыс етегілері мен ұзақ тұрып жұмыс істеу үшін идеалды таңдау болып табылады.

Ашық аспан астындағы ультракүлгін сәулелерге төзімділік және ұзақ мерзімді ыдырау

EVA күн сәулесінің ультракүлгін сәулелеріне қарсы жақсы қорғаныс құралы болса да, тікелей күн сәулесінде шамамен 500 сағат болғаннан кейін оның созылу беріктігінің шамамен 30% жоғалтады. PU материалдары көлденең байланысқан полимер құрамы арқасында УК-стресске ұшыраған кезде әлдеқайда мықтырақ болып келеді және тек шамамен 12% ыдырайды. Табан ретінде сыртқы ортада пайдаланылған кезде EVA табандары әдетте 18-24 айдан кейін бетінде трещиндер пайда болады, ал PU табандары үшеуінен астам жыл бойы құрылымын сақтайды. Дегенмен, PU-ның бір ғана әлсіздігі бар - ылғалды жағдайларда ол EVA-ға қарағанда тезірек ыдырайды, себебі шынымен су ыдыратуды жақсы баяулатады. Бұл қасиеттердің бәрі әртүрлі қолданбалар үшін қандай материалдар таңдалуына әсер етеді. Көбінесе туристік етіктер PU-ны таңдайды, себебі олар қатты жерлерде ұзақ уақыт пайдалану үшін жеткілікті мықты материал қажет. Керісінше, EVA сулы орталарда киілетін аяқ киімдерде әлі де танымал, себебі ол жеңіл салмақты сақтайды және басқа материалдар сияқты суды сіңірмейді.

Өнімділік салыстыру: жастықтама, энергияны қайтару және соққыны жұту

EVA және PU ортаңғы табандағы соққыны жұту механизмдері

EVA тақташасы әсер еткен кезде жан-жаққа жайылатын энергияны тарату үшін ыдырайтын ашық ұяшықты құрылымы арқасында әсерді жұтады. Өткен жылғы кейбір зерттеулерге сәйкес, бұл жинақ резеңкедегі қатты әсерлерді шамамен 18-22 пайызға дейін азайтады. Екінші жағынан, PU материалы басқа тәсіл қолданады. Оның полимерлері өте тығыз байланысқан болғандықтан, энергияны тікелей төмен қарай бағыттайды, бұл 8 килоньютоннан астам үлкен соққыларға қарсы шамамен 12-15 пайызға жақсырақ қорғаныш береді. Көптеген адамдар қалада жүру сияқты күнделікті істер үшін EVA жеткілікті деп санайды, бірақ баскетбол ойнау немесе трассалар бойынша жүгіру сияқты күшті спортпен айналысқан кезде, PU молекулалары қажытуда қаншалықты қатты болса, соншалықты жақсы ұсталады.

Энергияны Қайтару Тиімділігі және спорт нәтижесіне Әсері

Полиуретан (PU) полимерлік құрылымының ерекшелігіне байланысты оған берілген энергияның шамамен 85-88 пайызын қайтара алады, ал EVA түйіршігі тек жұтылған энергияның 70-75 пайызын қайтарады. Бақыланатын жағдайларда жоғары дәрежедегі спринтерлермен жасалған сынақтар кезінде PU қолданылып жасалған аяқ киімдер 100 метрлік жүгірудің уақытын EVA қолданылған ұқсас аяқ киімдерге қарағанда 0,08-0,12 секундқа қысқартты. 2023 жылғы «Спорт материалдарының өнімділігі» есебінің мәліметтеріне сәйкес PU табанға түскен кезде серпімді энергияны жинаса, одан кейін тоқтаманың 0,03 секундтан кейін осы энергияның көп бөлігін қайтадан босатады. Бұл PU-ны ұзыннан секіру немесе теннис ойнау сияқты спорт түрлері үшін, ондағы атлеттер тез қозғалу үшін өздерін ырғытуы керек болғанда, ерекше тиімді етеді.

Қайталанатын күш әсеріндегі Ұзақ мерзімді Сығылу Өнімділігі

PU-ның көлденең байланыс құрылымы эволюциялық тозу симуляцияларында EVA-ға қарағанда төрт есе жақсырақ түрде ұзақ уақыт бойы пішінін сақтайды. Динамикалық жүктемеге 200 сағат бойы (120 кг @ 3 Гц) тест жүргізгеннен кейін EVA ортаңғы табандары өздерінің серпімділік қабілетінің 15%-ын жоғалтады, ал PU өзінің бастапқы соққыға төзімділік қасиетінің 93%-ын сақтайды.

Зерттеу жағдайы: 300 миль жүгіруден кейін ортаңғы табанның бұзылуы

Зерттеушілер 50 жүгірушінің 12 апталық беговая дорожкасындағы сынағын өткізді және аяқ киім материалдары туралы қызықты нәрсе байқады. 480 шақырым жүргеннен кейін EVA ортаңғы табаны шамамен 12% -ға сығылды, бұл тек 6% құрайтын PU-ге қарағанда екі еседей көбірек сығылу болып табылады. Бірақ бұл тарихтың тағы бір жағы бар. EVA тығыздығы см³ үшін 0,15 грамм, ал PU материалы үшін 0,25 грамм болғандықтан, EVA-дан жасалған аяқ киімдер жұп үшін 28 грамм жеңіл болды. Бұл жүгіру аяқ киімдерін жасаған кезде дизайнерлер неге қатты таңдау жасауы керектігін көрсетеді. Олар аяқ киімдердің сезімі жақсы болуын және аяқта жеңіл болуын қалайды, бірақ сонымен қатар олардың уақыт өте келе тез бұзылмай шыдамды болуы керек.

Қолданудан шыдамдылық және тозуға қарсы тұрақтылық: Нақты жағдайлардағы PU және EVA

Қиын және өнеркәсіптік қолданулардағы үйкеліске және жыртылуға қарсы тұрақтылық

Стандарттық ASTM D4060 абразивтік сынақтан өткізгенде PU табандар шынында да EVA материалдарынан 40 пайызға жақсырақ тұрақты болады. Сондықтан құрылыс алаңдарында немесе шахталарда, айналасында көптеген сүйір заттар бар жерлерде жұмыс істейтін көпшілік қызметкерлер PU табандарды таңдайды. Алайда EVA-ның да өз артықшылықтары бар. Зерттеулерге сәйкес, нәрсе оған кенет соққы бергенде EVA материалдарда трещинаның таралу ықтималдығы шамамен 15% төмен болады. Бірақ мәселе мынада: EVA тығыздығы төмен болғандықтан, үнемі үйкеліс болатын фабрика едендерінде ол ұзақ уақыт қолдануға шыдамайды. Соққыдан қорғау мен тұрақтылық арасындағы теңгерім нақты әлемдегі сынақтардан кейін айқын көрінеді.

Қызмет ету мерзімін талдау: PU табандар шынында да EVA-дан ұзақ қолданыла ма?

Жасанды өнеркәсіптік жағдайларда 1500 сағат бойы әсер ететін жылдамдатылған күртү процесін тексеру нәтижесінде PU табандар өзінің бастапқы қалыңдығының шамамен 85%-ын сақтайды, ал EVA тек шамамен 62%-ын ғана сақтайды. Алайда суық ауа-райында жұмыс істеу кезінде EVA артықшылыққа ие. Минус он градус Цельсий температурада болса да, ол әдеттегі иілгіштігінің шамамен 90%-ын сақтау үшін жеткілікті дәрежеде иілгіш болып қала береді. Бұл жағдайларда PU табандар көрінетіндей қатайып, иілу қиындығы шамамен 65% артады. Майлы орталармен жұмыс істейтін жұмысшылар үшін PU химиялық төзімділігі арқасында ерекшеленеді. Майларға ұшыраған кезде осы материалдан жасалған табандар EVA-ның баламаларына қарағанда шамамен 2,3 есе ұзақ қызмет етеді, сондықтан көптеген өндірушілер әлі де нақты қорғаныш бас киімдеріне арналған қолданбаларда PU-ны ұсынады.

Ұзақ уақыт пайдаланудан кейінгі және орташа әсерден кейінгі құрылымдық бүтіндік

Күн сәулесіне алты ай бойы әсер еткеннен кейін:

PU сонымен қатар EVA-ға (3,2%) қарағанда едәуір аз ылғалды (0,9%) сіңіреді, бұл ылғалды ортада көбіктің ыдырау қаупін азайтады және ұзақ мерзімді құрылымдық тұрақтылықты арттырады.

Жұмыс, жаяу жүру және спорт аяқ киімдеріндегі өнімнің нақты жағдайдағы өнімділігі

• Болат босағасы бар жұмыс аяқ киімі : PU табандар мұнай/петролльі орталарда 18–24 айға шейін пайдаланылады, бұл EVA нұсқаларының 9–12 айлық қызмет ету мерзімінен екі есе ұзақ
• Жаяу жүретін аяқ киім : PU гранитті трассаларда табанның 30% аз тозуын көрсетеді; EVA 150 шақырымдан кейін демалу қасиетінің 40% жоғалтады
• Жүгіруге арналған аяқ киім : Екеуі де 300 шақырым жолдан кейін салыстырмалы тозуын көрсетеді, бірақ EVA өмірлік цикл бойы энергияны 22% жақсырақ қайтарып береді

Ыңғайлылық және қолданыстағы ыңғайлылық: Салмақ, икемділік және биомеханикалық отыруы

Салмақты салыстыру: Тығыздық аяқ киімнің жеңілдігі мен пайдаланушының ыңғайлылығына қалай әсер етеді

EVA-ның тығыздығы шамамен 0,15 грамм/см³ құрайды, бұл 0,35 г/см³ шамасындағы стандартты PU материалдармен салыстырғанда шамамен 40 пайыз жеңіл болып келеді. Адам ұзақ уақыт аяқ үстінде тұрған кезде осы жеңіл салмақтың маңызы зор, әсіресе қиын жерлерде ұзақ жүгіру немесе жаяу жүру кезінде байқалады. Әрине, соққылардан қосымша қорғаныш беретіндіктен PU материалдар әлі күнге дейін кейбір қауіпсіздік етіктерінде танымал. Бірақ зерттеулердің нені айтып отырғанын қараңыз: марафоншылардың көпшілігі EVA етіктеріне ауысқаннан кейін 10 километр жүгіргеннен кейін аяқтарындағы шаршағандықты айтарлықтай аз сезінетінін айтады. Кейбір зерттеулер бойынша шаршаудың 17 пайызға дейін азаюы байқалды. Дегенмен, зауытта немесе сауда қоймаларында жұмыс істейтін жұмысшылар басқаша айтады. Олар бүкіл күні бетон едендерде тұрған кезде доғаларға көбірек тіреу беретіндіктен, ауыр табанды PU-ны қалайды. Кейде ыңғайлылық тек заттың қаншалық жеңіл сезілуінде ғана емес.

Температура мен жер бедерінің экстремалды жағдайларында иілгіштік пен шаршауға төзімділік

EVA температура 0-ден төмен болған кезде де икемділігін сақтайды, сондықтан оны қысқы киімдер мен таулы аймақтарда пайдалану өте тиімді. Алайда PU 5 градус Цельсий шамасында бастап қатайып, суық аудан үшін кем тиімді болады. Осы материалдардың қанша уақытқа шыдайтынын қарастырсақ, PU айтарлықтай алда озған. Зерттеулер оның тозу белгілері пайда болғанға дейін шамамен төрт есе көп иілу қимылдарын шыдай алатынын көрсетеді, сондықтан өндірушілер жиі қауіпсіздік аяқ киімі мен жұмыс етіктері үшін PU-ны таңдайды. Трекке жүгірушілер EVA-ның ерекше қасиеттерін де бағалай алады. Материалдың икемділігі PU-ға қарағанда соққы күшіне әсіресе төмен қарай жүгірген кезде жақсырақ кедергі жасайды. Зерттеулер осы қайта тарату әсері иықтың шаршауын шамамен 18% азайтатынын көрсетеді, бұл көптеген сыртқы орындарда демалушылар дәстүрлі көбікті нұсқалардан ауысқаннан кейін тікелей байқаған нәрсе.

EVA және PU табандарымен аяқ биомеханикасы мен адымдау циклының сәйкестігі

PU материалдың қатты сығылу реакциясы тағаның төменгі бөлігіне түскен кезде қосымша қолдау көрсетеді, бұл бүкіл күні ауыр жүкті көтеріп жүретін адамдар үшін өте маңызды. Жүгіру аяқ киімдерін қарастырғанда, EVA материалдары аяқтың алдыңғы бөлігі жерден көтерілген сәтте одан әрі жақсы серпімділік береді, осылайша жүгірушілерге алға қарай қосымша итерілу күшін береді. Шамамен 1200 адамнан жинақталған деректерді талдағанда, PU материалдары тегіс емес жерлерде жүрген кезде табан білек бұрышының жанама қозғалысын шамамен 9 градусқа дейін азайтатынын байқадық. Бұл қиын трассалармен жүретін туристер үшін үлкен айырмашылық болып табылады. Керісінше, EVA материалдары басқа материалдармен салыстырғанда 62 пайызға дейін көбірек энергия қайтарып береді, бұл спринтерлердің аяқ қимылымен жақсы үйлеседі. Соңғы зерттеулерге сәйкес, бұл жүгірушілердің ұзақ қашықтыққа жүгіру кезінде әр килограмм салмаққа шаққанда минутына шамамен 5,2 мл оттегіні үнемдеуіне мүмкіндік береді. Осы қасиеттерге негізделе отырып, табанның дұрыс түрін таңдау да осындай әсерлердің бірі — аяқтың ішке қарай артық айналуын (overpronation) болдырмауға көмектеседі және аяғына арнайы қорғаныс қажет болатын кәсіптердегі жұмысшылардың жарақат алу деңгейін шамамен бесінші бөлікке дейін төмендетеді.

Болашақтағы тенденциялар: Табан материалдарындағы гибридті инновациялар мен тұрақтылық

EVA және PU-дің артықшылықтарын біріктіретін гибридті табан технологиялары

Қазіргі заманғы гибридті табандар EVA көбігінің жеңілдігін полиуретанның беріктігімен үйлестіреді. 2023 жылы аяқ киім инженерлерінің жүргізген зерттеуі осы қоспалы материалды ортаңғы табандар туралы қызықты нәтиже көрсетті. Олар жүру немесе жүгіру кезінде энергияны қайтару деңгейінің шамамен 18 пайызға, ал уақыт өте жұмсару деңгейінің ескірып тұз болған дәстүрлі бір материалды табандармен салыстырғанда шамамен 27 пайызға төмендегенін анықтады. Көбінесе өндірушілер соққы кезінде аяққа ең көп қажетті жерге жұмсақ EVA-ны орналастырады, ал бірінші болып тозатын жерлерге қосымша PU күшейтпесін қосады. Бұл ақылды үйлесім күнделікті қадамдардың барлығы арқылы қажетті жерде жақсы серпімділік пен ұзақ мерзімді қолдау көрсетеді.

Тұрақтылық тенденциялары: EVA мен PU-дің қайта өңделуі мен әсері

Қайта өңдеу мүмкіндігін қарастырғанда, материалдың шамамен 43 пайызы қайта өңделетін EVA-ның артықшылығы бар. Дәстүрлі PU материалдары полийолге негізделген мұнайға көп тәуелді. Өткен жылы Design News хабарлағандай, соңғы кездері мақта қақпасынан жасалған жаңа PU құрамы шамамен стандартты нұсқалармен салыстырғанда көміртегі шығарындыларын үштен бірге дейін қысқартатын қызықты жаңалықтар болды. Тұйық циклді өндірісті сынау барысында кейбір компаниялар жыртылуға қарсы қабілетін сақтай отырып, өндірістік қалдықтардың шамамен 60 пайызын қосатын EVA етік табандарын жасауға қол жеткізді. Бұл тектес инновациялар өнеркәсіптің алдағы уақытта циклді өндіріс әдістеріне қарай қозғалу бағытын көрсетеді.

Төзімділікті және ыңғайлылықты арттыру үшін қопсытқыш құрамдарындағы жетістіктер

Дамытып жатқан соңғы өзгертілген EVA қоспалары тозуға төзімділікті шамамен 40% арттыратын диоксид нано бөлшектерін қамтиды, бұл оларды қиын трейлда жүгіру жағдайларына көбірек сәйкес келеді. Осы уақытта полиуретан материалдарымен жұмыс істейтін өндірушілер EVA-ға ұқсас икемділікті сақтай отырып, салмаққа төтеп беретін тыныс алатын микроклеткалық көбіктерді жасауды бастады. Соңғы жетістіктердің бірі - тесттеу кезінде ерекше нәтижелер көрсеткен термопластикалық полиуретан гибридті көбігінен табылды. 50 мыңға жуық сығылым циклдарынан кейін ол өзінің бастапқы пішінінің 92%-ын сақтап қалды, бұл жылдың Modern Materials Report мәліметі бойынша қарапайым PU-дан 31%-ға жоғары болды. Бұл барлық жаңалықтар EVA мен PU қасиеттері арасында бұрын қиын таңдау жасау проблемасын шешуге көмектеседі және аяқ механикасына интенсивті белсенділік кезінде ұзақ қызмет ететін және жақсырақ қолдау көрсететін етектер жасауға мүмкіндік береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

EVA және PU етектер дегеніміз не?

EVA — этилен-винилацетаттың жеңіл және икемді материал, ал PU — полиуретан, оның беріктігі мен тығыздығымен танымал.

Тығыздық тұрғысынан EVA және PU етегілері қалай айырмашылық жасайды?

EVA төменгі тығыздыққа ие, сондықтан жеңіл болып келеді, ал PU жоғары тығыздыққа ие, бұл салмақты жақсы таратуға мүмкіндік береді.

Қай етегі түрі УК төзімділігін жақсырақ ұсынады?

PU етектері тікелей күн сәулесінде тез ыдырауы мүмкін EVA етектеріне қарағанда УК-ге төзімділігі жақсырақ.

Неліктен гибридті етегі технологиялары танымалдылыққа ие болуда?

Гибридті етектер EVA мен PU-дің екеуінің де артықшылықтарын үйлестіреді, ыңғайлылықты шығындаусыз жоғарылатылған энергия қайтару мен беріктікті ұсынады.

Тұрақты даму тұрғысынан EVA және PU етектері қалай дамып келеді?

EVA қайта өңдеуге жақсырақ беріледі, ал жаңа PU құрамдары кастор майы сияқты тұрақты материалдарды пайдаланып, көміртегі шығындарын азайтуда.