鞋垫弹性恢复检测
鞋垫的弹性恢复性能是衡量其舒适度、耐用性和支撑性的关键指标,直接影响用户的使用体验(如长时间行走后的疲劳感)和产品使用寿命。
以下从检测原理、常用方法、关键指标及注意事项等方面,详细介绍鞋垫弹性恢复检测:
一、检测原理
弹性恢复指材料在受到外力压缩(或拉伸)后,去除外力时恢复原有形状和尺寸的能力。鞋垫的弹性恢复检测通常通过压缩 - 回复循环测试实现:
对鞋垫样品施加一定的压力(模拟人体体重压迫),保持特定时间,记录压缩后的变形量;
去除压力,静置一段时间,记录恢复后的残留变形量;
通过计算恢复率,评估弹性恢复性能(恢复率越高,弹性越好)。
二、常用检测方法
根据检测标准(如 ISO、ASTM、GB 等)和实际需求,常见方法如下:
1. 静态压缩弹性恢复测试(最常用)
设备:万能材料试验机(带压缩工装和位移传感器)、恒温恒湿箱(控制环境条件)。
步骤:
样品制备:从鞋垫上截取代表性试样(通常为圆形或方形,面积根据鞋垫尺寸确定,如直径 20-50mm),确保试样平整无损伤;
环境预处理:将试样在标准环境(如温度 23℃±2℃,相对湿度 50%±5%)中放置至少 4 小时,消除环境影响;
初始测量:测量试样原始厚度(h₀),精确至 0.01mm;
压缩加载:用平面压头以一定速度(如 10mm/min)对试样施加恒定压力(或压缩至特定变形量,如原始厚度的 50%),保持压力 30 分钟(模拟长时间站立);
卸载恢复:去除压力,静置 30 分钟(或 1 小时),测量恢复后的厚度(h₁);
计算弹性恢复率:\(弹性恢复率(\%)= \frac{h₁ - h₂}{h₀ - h₂} \times 100\)(注:h₂为压缩后的最小厚度,即加载结束时的厚度)
2. 动态疲劳弹性恢复测试(模拟反复使用场景)
适用场景:评估鞋垫在长期反复受压后的弹性衰减情况(如运动鞋垫)。
设备:动态疲劳试验机(可设定循环压力、频率)。
步骤:
同静态测试的样品制备和环境预处理;
设定循环参数:如压力范围 0-500N,频率 1Hz(模拟步行节奏),循环次数 10 万次;
测试前测量原始厚度(h₀),每次循环后或特定次数(如 1 万次)后测量厚度(hₙ);
计算不同阶段的弹性恢复率,观察其随循环次数的衰减趋势,判断耐用性。
三、关键指标与合格标准
弹性恢复率:
一般要求:优质鞋垫(如记忆棉、EVA、乳胶材质)在静态压缩测试中,恢复率应≥80%;动态测试后(10 万次循环)恢复率仍需≥70%。
不同材质差异:乳胶弹性恢复率通常较高(85%-95%),记忆棉随温度变化较明显(常温下 80%-90%),EVA 则需通过配方优化(75%-85%)。
残留变形量:
卸载后残留变形量越小越好,合格标准通常为≤原始厚度的 10%(如 10mm 厚鞋垫,残留变形≤1mm)。
四、注意事项
样品代表性:需从同一批次鞋垫的不同位置取样(如前掌、足弓、后跟),因鞋垫各部位厚度和材质可能不同(后跟通常更厚,需重点检测)。
环境控制:温度和湿度对弹性影响显著(如低温会降低材料弹性),必须在标准环境中测试,避免误差。
加载条件匹配:压力大小应模拟实际使用场景(如成人平均体重 60kg,后跟受压约 300-500N),加载速度不宜过快,避免材料产生塑性变形。
多次测试取平均值:同一试样至少测试 3 次,取平均值作为结果,减少偶然误差。
五、相关标准参考
国际标准:ISO 8307《弹性材料 — 静态压缩试验方法》、ASTM D3574《软质聚氨酯泡沫材料标准试验方法》
国内标准:GB/T 24451《鞋垫》(对弹性恢复性能有明确要求)、QB/T 4552《运动鞋垫》
通过科学的弹性恢复检测,可有效筛选出优质鞋垫,帮助企业优化生产工艺(如调整 EVA 发泡倍率、改进乳胶硫化工艺),也为消费者选购提供参考依据(优先选择恢复率高、残留变形小的产品)。