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エヴァは エチレン酢酸ビニル共重合体材料EVAは無毒、無味、透明な熱可塑性プラスチックです。 EVA素材は、優れた弾力性、柔軟性、透明性、絶縁性、低温たわみ性、耐候性、耐化学腐食性を備えており、電線・ケーブル材料の製造、フィルムなどの成形製品や混合物、自動車産業の部品、接着剤、コーティングなどに広く使用されています。

1. EVA材料の組成と構造

コポリマー: エチレンはエチレンの略、ビニルアセテートはビニルアセテートの略、コポリマーはコポリマーの略です。エチレンとビニルアセテートは EVA の 2 つのモノマーです。EVA の化学構造式を下図に示します。

EVA材料は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、低圧低密度ポリエチレンに続くエチレン共重合体の第4のカテゴリーです。ポリエチレンと比較して、EVA材料の側鎖に極性官能基エステル結合が導入されているため、EVA材料の結晶度は低く、耐衝撃性と耐候性が大幅に向上しています。

2. EVA材料の製造方法

1938年にイギリスのICI社がEVA共重合体の関連特許を申請し、1960年にアメリカのデュポン社がEVAの大規模生産を実現しました。現在、EVA材料の製造方法には、高圧塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合のXNUMXつの方法があります。

その中で、高圧塊状重合法はEVA材料を製造する主流の方法であり、その大まかなプロセスは次の通りです：1000～2000標準気圧の高圧、約100℃の高温環境で、エチレンガスを内部の酢酸ビニル液を含む反応器に送り込みます。酢酸ビニルは反応体としてだけでなく、反応のための溶液環境としても使用できます。このプロセスでは通常、連続フロー反応装置が使用されるため、反応に関与しない酢酸ビニルはリサイクルでき、このプロセス方法を使用すると、年間生産量は100,000万トン以上に達する可能性があります。EVA材料の反応装置は、下図に示すように、低密度ポリエチレン（LDPE）に非常に似ています。

3. EVA材料の分類と応用

異なる重合方法によって得られる EVA 材料の特性は大きく異なりますが、その根本的な理由は、異なる重合方法が EVA 材料中の酢酸ビニル含有量に影響を与えるためです。酢酸ビニル含有量に応じて、EVA 材料は EVA 樹脂、EVA エラストマー、EVA エマルジョンに分けられます。

酢酸ビニル含有量が5％～40％の場合、このときに生成されるEVA材料はEVA樹脂と呼ばれ、主に農業用フィルム、フォーム、ホットメルト接着剤として使用されます。一般的なEVAフィルムは次のとおりです。

EVA材料中の酢酸ビニル含有量が40％〜70％の場合、このEVA材料はEVAゴムと呼ばれ、エステル結合含有量の増加によりEVA材料に高い弾性が与えられます。このとき、EVA材料はほぼ非晶質で、ガラス転移温度は非常に低く、下図に示すように、PVCの改質剤として使用できます。

エマルジョン重合法で製造された EVA 材料を使用する場合、酢酸ビニル含有量は 70% ～ 95% にも達することがあり、このときの EVA 材料は EVA エマルジョンと呼ばれます。 EVA エマルジョンは主に接着剤や導電性塗料などのコーティング業界で使用されています。以下は典型的な EVA エマルジョンです。

4. EVA材料の欠陥と変更

EVA 材料は多くの優れた特性を持っていますが、非常に可燃性があり、有毒ガスを発生する可能性があります。可燃性の EVA 材料の問題を解決し、EVA 材料の安全性を確保するために、最も効果的な方法は、難燃剤を添加することです。

これまで一般的に使用されていた難燃剤はハロゲン系難燃剤でした。その作用機序は、難燃剤が加熱されるとハロゲン化水素を分解し、EVA材料が劣化する際に発生するフリーラジカルを消費することで、EVA材料の連鎖反応を遮断します。また、ハロゲン化水素は耐火性があり、緻密であるため、EVA材料の表面に「保護層」を形成しやすく、EVA材料と酸素の接触面積を減らし、一定の難燃効果を発揮します。

しかし、ハロゲン化水素は依然として二次汚染を引き起こすため、研究者はEVA材料の難燃材料として金属水酸化物、無機ナノ粒子、膨張難燃剤を徐々に使用しています。