Учебное пособие по модификации EVA

Сополимер этилена и винилацетата, сокращенно EVA, представляет собой пластик, состоящий из неполярных кристаллических виниловых мономеров и некристаллических винилацетатных (VA) мономеров. Гибкость, прочность, стойкость к растрескиванию под напряжением, прозрачность и совместимость с наполнителями у EVA лучше, чем у полиэтилена (PE). EVA можно изготавливать из различных изделий с помощью процессов формования, таких как экструзия.

Благодаря технологии модификации смеси можно эффективно улучшить производительность EVA, а также расширить сферу и адаптивность его применения. Чтобы позволить каждому понять смешивание и модификацию EVA, Xiaobian собрал соответствующие материалы для всех желающих.

Факторы, влияющие на эффективность EVA.

01. Влияние содержания VA на производительность EVA

Влияние содержания VA на эффективность EVA в основном отражается в двух аспектах.

① Боковые группы Va разрушают кристаллическую область, образованную сегментом полиэтиленовой цепи, с увеличением содержания VA кристалличность EVA постепенно уменьшается, когда содержание VA продолжает увеличиваться до 40–50%, сополимер EVA становится полностью случайной структурой;

② Поскольку ВА является полярной группой, с увеличением содержания ВА полярность ЭВА становится больше, поэтому многие его свойства изменяются, такие как прочность на разрыв, стойкость к тепловой деформации, стойкость к химической коррозии и другие свойства снижаются, в то время как коэффициент трения проницаемости, стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды и другие свойства улучшаются.

02. Влияние распределения молекулярной массы на характеристики ЭВА

EVA с широким распределением молекулярной массы, длинные цепи легче спутываются друг с другом, чем короткие цепи, а молекулы с длинной цепью могут поглощать большую часть энергии деформации и демонстрировать более высокую упругую реакцию, поэтому EVA с более широким распределением молекулярной массы имеет большую вязкость при воздействии меньшего сдвига, который нелегко течь, но легче течет. В реальной обработке и производстве это соотношение вязкости/сдвига из-за различных распределений молекулярной массы будет иметь некоторое влияние на выбор сырья EVA.

Кроме того, при увеличении молекулярной массы ЭВА улучшаются термическая прочность сварного шва, вязкость расплава, прогиб, жесткость, сопротивление разрушению под напряжением и т. д. ЭВА.

03. Влияние степени разветвленности молекулярных цепей на эксплуатационные характеристики ЭВА

По сравнению с молекулами EVA и PE, EVA нарушает исходное состояние кристаллизации за счет введения коротких ветвей, состоящих из полярных групп, в разветвленные цепи молекул, так что EVA имеет тенденцию к «пластифицирующему эффекту», увеличивая расстояние между молекулярными цепями полимера, тем самым уменьшая кристалличность полимера, делая EVA более мягким и эластичным, чем PE; пространственное стерическое затруднение образования CH3COO-групп на молекулярной цепи EVA делает кристалличность и температуру стеклования отличными от таковых у полиэтилена низкой плотности (LDPE). Также это влияет на термическую стабильность, старение и другие физико-механические свойства EVA.

Метод модификации ЭВА

01. Заполнить изменено

Наполнение - это простой и эффективный метод модификации полимера, который может не только сохранить преимущества самого полимера, но и использовать эффект компаундирования для устранения дефектов, чтобы достичь цели улучшения комплексных характеристик полимера. В настоящее время модификация наполнения ЭВА имеет тенденцию к нанофункционализации и технологии модификации поверхности наполнителя.

① Заполнение ЭВА гидроталовыми породами (ГПГ) может улучшить прочность ЭВА на изгиб.

②Наполнение ЭВА гидроксидом магния (Mg(OH)2) может улучшить термическую стабильность ЭВА, повысить прочность на разрыв и текучесть при обработке.

③ Модификация термоплавкого клея ЭВА частицами оксида железа (Fe3O4) может улучшить адгезию термоплавкого клея и улучшить его текучесть расплава в определенном диапазоне.

④ NANO-SiO2 с объемной долей заполнения 4% может максимизировать прочность на разрыв композитных материалов EVA/SiO2.

Типы наполнителей, применяемых для модификации наполнителей ЭВА, продолжают расширяться, однако все еще существует множество проблем в области модификации наполнителей, как улучшить дисперсию наполнителей в матрице ЭВА и т. д. Решение этих проблем способствует дальнейшему улучшению характеристик ЭВА.

02. Модификация смешивания

Смешение и модификация EVA может оптимизировать сочетание свойств различных полимеров, так что EVA может получить новые свойства и улучшить производительность определенного аспекта. Смешение EVA с другими полимерами с хорошей совместимостью является важным аспектом исследований модификации EVA в последние годы.

① При добавлении 15% EVA-g-MAH в смесь EVA/безгалогенного огнестойкого сополиэфира (P-PET) можно улучшить ее совместимость, технологичность и огнестойкость.

② В системе смешивания ЭВА/полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) при содержании ПЭВП 15% механические свойства прядильных и смесовых волокон наилучшие.

③ В системе смеси ЭВА/БНК самая высокая температура термического разложения может быть получена путем добавления окисленного диизобензотрида (ДХП).

С развитием третьего поколения технологий полимерных сплавов, таких как технология взаимопроникающих полимерных сетей, технология динамической вулканизации,технология реакционной экструзии, молекулярная композитная технология и т. д., будут разрабатываться все более совершенные и комплексные материалы на основе ЭВА для удовлетворения требований различных инженерных технологий к материалам.

03. Другие модификации

Помимо традиционных исследований по модификации наполнителей и смесей ЭВА, в последние годы также наблюдается значительный прогресс в исследованиях в области химической прививки и сшивания ЭВА, что заложило хорошую основу для разработки большего количества разновидностей продукции на основе ЭВА.

① Перекись бензоила (БПО) используется в качестве сшивающего агента для улучшения скорости восстановления формы материала.

② Полимер EVA-g-PU был получен методом прививки расплавом, который дал лучшую прочность на растяжение и удлинение при разрыве, чем сырьевые материалы. А добавление преполимеров PU также может эффективно улучшить показатели термостабильности EVA.