Jaki rodzaj materiału jest EVA?
eva to materiał polimerowy kopolimer etylenu i octanu winylowego , jest nieszkodliwy, bezsmakowy, przezroczysty termoplastyczny. Materiał eva charakteryzuje się doskonałą sprężystością, giętkością, przejrzystością, izolacją, odchyleniem przy niskich temperaturach, odpornością na warunki atmosferyczne, odpornością na korozyję chemiczną, szeroko stosowany w produkcji materiałów do przewodów elektrycznych, folii i innych wyrobów formowanych oraz mieszanin, części samochodowych, klejów, farb i tak dalej.
1. Skład i struktura materiału eva
Kopolimer: Etan oznacza eten; Vinylacetate oznacza kwas winylowy; Kopolimer oznacza kopolimer; etan i kwas winylowy to dwa monomery EVA. Struktura chemiczna EVA jest przedstawiona na poniższym rysunku:
Materiał EVA to czwarta kategoria kopolimeru etenu po poliefranie o wysokiej gęstości, poliefranie o niskiej gęstości i poliefranie o niskiej gęstości niskiego ciśnienia. W porównaniu do poliefranu, ze względu na wprowadzenie polarnej grupy funkcyjnej wiązania estrowego na bocznej łańcuchu materiału EVA, krystaliczność materiału EVA jest niższa, a odporność na uderzenia i wytrzymałość na warunki atmosferyczne są znacznie poprawione.
2. Metoda przygotowania materiału EVA
W 1938 brytyjska firma ICI zgłosiła odpowiedni patent na kopolimer eva, a w 1960 roku duże produkcje eva zostały osiągnięte przez amerykańską firmę DuPont. Obecnie istnieją cztery metody produkcji materiałów eva: wysokiego ciśnienia polymerizacja masowa, polymerizacja zawieszona, polymerizacja emulsyjna oraz polymerizacja roztworowa.
Pomiędzy nimi, polymerizacja masowa pod wysokim ciśnieniem jest główną metodą produkcji materiałów EVA, jej przybliżony proces to: w warunkach 1000 do 2000 standardowych atmosfer ciśnienia oraz około 100℃ temperatury, gazowe etYLEnowe wprowadzane są do reaktora z ciekłym kwasem winylowym wewnątrz. Kwas winylowy może być zarówno ciałem reakcyjnym, jak i dostarczać środowisko rozpuszczające dla reakcji. Ten proces używa zwykle urządzenia reakcyjnego z ciągłym przepływem, co pozwala na recykling kwasu winylowego, który nie wziął udziału w reakcji, a roczna produkcyjność za pomocą tej metody może osiągnąć ponad 100 tysięcy ton. Urządzenie reakcyjne dla materiału EVA jest bardzo podobne do polietylenu o niskiej gęstości (LDPE), jak pokazano na poniższym rysunku:
3. Klasyfikacja i zastosowanie materiałów EVA
Właściwości materiałów eva uzyskanych za pomocą różnych metod polimerizacji są dość różne, a podstawowym powodem jest to, że różne metody polimerizacji mogą wpływać na zawartość etanolu w materiałach eva. Według ilości zawartości etanolu materiał eva dzieli się na rezyne eva, elastomer eva i emulsję eva.
Gdy zawartość etanolu wynosi od 5% do 40%, materiał eva produkowany w tym czasie nazywany jest rezyną eva, która jest przede wszystkim używana jako folia rolnicza, pianka i klej termofusyjny. Powszechne folie eva przedstawione są poniżej:
Gdy zawartość etanolu w materiale eva wynosi od 40% do 70%, ten materiał eva nazywany jest gumą eva, a zwiększenie zawartości wiązania estrowego nadaje materiału eva wysoką sprężystość. W tym momencie materiał eva jest prawie amorficzny, temperatura przejścia szklistego jest bardzo niska, może być używany jako modyfikator PVC, jak pokazano na rysunku poniżej:
Jeśli użyta zostanie emulsyjna polimerizacja materiału eva, zawartość winylu akrylowego może wynieść nawet 70% do 95%, a materiał eva nazywany jest wówczas emulsią eva. Emulsja eva stosowana jest przede wszystkim w przemyśle pokrycia, takim jak klej i farba przewodząca. Poniżej przedstawiono typową emulsję eva:
4. Wady i modyfikacja materiału eva
Pomimo że materiały eva mają wiele wybitnych właściwości, eva jest ekstremalnie łatwa do spalenia i może produkować trujące gazy. Aby rozwiązać problem łatwiejszego zapalania się materiałów eva oraz zagwarantować bezpieczeństwo materiałów eva, najefektywniejszym sposobem jest dodanie do niego retardantów ognia.
Wcześniej powszechnie używane retardanty ognia to były halogenowane retardanty ognia. Mechanizm działania polega na tym, że podczas nagrzewania retardant rozkłada się na wodorotlenek halogenowodórowy i zużywa wolne radikalne powstające podczas degradacji materiału eva, przerzucając w ten sposób łańcuchową reakcję materiału eva. Ponadto, wodorotlenek halogenowodórowy jest trudnopalny i gęsty, co ułatwia utworzenie "warstwy ochronnej" na powierzchni materiału eva, zmniejszając obszar kontaktu między materiałem eva a tlenem oraz wywierając pewien efekt opóźniający pożar.
Jednakże, wodorotlenek halogenowodórowy nadal może powodować wtórne zanieczyszczenia, a badacze stopniowo zaczynają stosować wodorotlenki metali, nanocząsteczki nieorganiczne i rozwijające się retardanty ognia jako materiały opóźniające pożar dla materiałów eva.
