De quel type de matériau s'agit-il avec l'EVA ?
l'EVA est matériau copolymère d'éthylène-acétate de vinyle , c'est un thermoplastique transparent, inoffensif et sans goût. Le matériau EVA possède une excellente élasticité, flexibilité, transparence, isolation, résistance au froid, aux intempéries, à la corrosion chimique, largement utilisé dans la fabrication de matériaux pour câbles électriques, de films et autres produits moulés et mélanges, pièces automobiles, adhésifs, revêtements, etc.
1. Composition et structure du matériau EVA
Copolymère : Éthylène signifie Éthylène ; Vinylacetate signifie Acétate de vinyle ; Copolymère signifie copolymère ; l'éthylène et l'acétate de vinyle sont les deux monomères de l'EVA. La formule structurelle chimique de l'EVA est présentée dans la figure ci-dessous :
Le matériau EVA est la quatrième catégorie de copolymère d'éthylène après le polyéthylène à haute densité, le polyéthylène à basse densité et le polyéthylène à basse densité à faible pression. Comparé au polyéthylène, en raison de l'introduction du groupe fonctionnel polar, lien ester, sur la chaîne latérale du matériau EVA, la cristallinité du matériau EVA est plus faible, et la résistance aux chocs et à la météo s'améliore considérablement.
2. Méthode de préparation du matériau EVA
En 1938, la société britannique ICI a déposé le brevet correspondant du copolymère EVA, et la production à grande échelle de l'EVA a été réalisée par la société américaine DuPont en 1960. Actuellement, il existe quatre méthodes de production de matériaux EVA : polymérisation en masse haute pression, polymérisation en suspension, polymérisation en émulsion et polymérisation en solution.
Parmi eux, la polymérisation en masse à haute pression est la méthode principale pour la production de matériaux EVA. Son processus approximatif est le suivant : dans un environnement sous haute pression de 1000 à 2000 atmosphères standard et une température élevée d'environ 100℃, le gaz éthylène est introduit dans le réacteur contenant du liquide d'acétate de vinyle. L'acétate de vinyle peut être utilisé comme corps de réaction, mais il fournit également un environnement de solution pour la réaction. Ce processus utilise généralement un dispositif de réaction à flux continu, permettant ainsi de recycler l'acétate de vinyle qui n'a pas participé à la réaction, et avec cette méthode, la production annuelle peut dépasser 100 000 tonnes. Le dispositif de réaction des matériaux EVA est très similaire au polyéthylène de faible densité (LDPE), comme illustré ci-dessous :
3. Classification et applications des matériaux EVA
Les propriétés des matériaux en EVA obtenus par différentes méthodes de polymérisation sont assez différentes, et la raison fondamentale est que les différentes méthodes de polymérisation affectent le taux de contenu d'acétate de vinyle dans les matériaux EVA. En fonction du pourcentage de contenu d'acétate de vinyle, le matériau EVA est divisé en résine EVA, élastomère EVA et émulsion EVA.
Lorsque le contenu en acétate de vinyle est compris entre 5 % et 40 %, le matériau EVA produit à ce moment-là est appelé résine EVA, principalement utilisé comme film agricole, mousse et adhésif thermofusible. Les films EVA courants sont présentés comme suit :
Lorsque le contenu en acétate de vinyle dans le matériau EVA est compris entre 40 % et 70 %, ce matériau EVA est appelé caoutchouc EVA, et l'augmentation du contenu en liaisons estérifiées confère au matériau EVA une grande élasticité. À ce stade, le matériau EVA est presque amorphe, la température de transition vitreuse est très basse, et il peut être utilisé comme modificateur de PVC, comme illustré ci-dessous :
Si le matériau eva produit par polymérisation par émulsion est utilisé, la teneur en acétate de vinyle peut atteindre 70 % à 95 %, et le matériau eva est appelé émulsion eva à ce moment-là. L'émulsion eva est principalement utilisée dans l'industrie des revêtements, tels que les adhésifs et les peintures conductrices. Ci-dessous figure une émulsion eva typique :
4. Défauts et modification du matériau eva
Bien que les matériaux eva possèdent de nombreuses propriétés excellentes, l'eva est extrêmement inflammable et peut produire des gaz toxiques. Pour résoudre le problème d'inflammabilité des matériaux eva et garantir la sécurité des matériaux eva, le moyen le plus efficace consiste à ajouter des retardateurs de flamme.
Auparavant, les retardateurs de flamme couramment utilisés étaient des retardateurs de flamme halogénés. Leur mode d'action consiste en ce que, lorsque le retardateur de flamme est chauffé, il se décompose en halogénures d'hydrogène, qui consomment les radicaux libres produits lors de la dégradation du matériau eva, interrompant ainsi la réaction en chaîne du matériau eva. De plus, les halogénures d'hydrogène sont ignifuges et denses, ce qui facilite la formation d'une « couche protectrice » à la surface du matériau eva, réduisant la zone de contact entre le matériau eva et l'oxygène, et exerçant ainsi un certain effet de frein à la flamme.
Cependant, les halogénures d'hydrogène peuvent encore causer une pollution secondaire, et les chercheurs utilisent progressivement des hydroxydes métalliques, des nanoparticules inorganiques et des retardateurs de flamme expansifs comme matériaux de frein à la flamme pour les matériaux eva.
