Loại vật liệu EVA là gì?
eva là vật liệu copolymer etylen-acetate vinyl , nó là một loại nhựa nhiệt dẻo trong suốt, không độc và không mùi. Vật liệu eva có tính đàn hồi, độ linh hoạt, sự trong suốt, khả năng cách điện, uốn cong ở nhiệt độ thấp, kháng thời tiết, chống ăn mòn hóa học tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vật liệu dây và cáp, phim và các sản phẩm định hình khác cũng như hỗn hợp, phụ tùng ngành công nghiệp ô tô, keo dán, sơn và nhiều ứng dụng khác.
1. Thành phần và cấu trúc của vật liệu eva
Copolymer: Ethylene đại diện cho Ethylene; Vinylacetate đại diện cho Vinyl Acetate; Copolymer đại diện cho copolymer; ethylene và vinyl acetate là hai monome của eva. Công thức cấu trúc hóa học của eva được hiển thị trong hình dưới đây:
vật liệu eva là loại copolymer thứ tư của etylen sau polyetylen mật độ cao, polyetylen mật độ thấp và polyetylen mật độ thấp áp suất thấp. So với polyetylen, do sự xuất hiện của nhóm chức cực ester trên chuỗi bên của vật liệu eva, độ tinh thể của vật liệu eva thấp hơn, và khả năng chịu va đập cũng như khả năng kháng thời tiết được cải thiện đáng kể.
2. Phương pháp chuẩn bị vật liệu eva
Năm 1938, công ty ICI của Anh đã nộp đơn xin bằng sáng chế liên quan đến copolymer eva, và việc sản xuất đại trà eva đã được thực hiện bởi công ty DuPont của Hoa Kỳ vào năm 1960. Hiện nay, có bốn phương pháp sản xuất vật liệu eva: polymer hóa khối áp suất cao, polymer hóa treo, polymer hóa nhũ tương và polymer hóa trong dung dịch.
Trong số đó, phương pháp trùng hợp khối áp suất cao là phương pháp chính để sản xuất vật liệu eva, quy trình gần đúng của nó là: trong môi trường áp suất cao từ 1000 đến 2000 atmosphérique tiêu chuẩn và nhiệt độ khoảng 100℃, khí etylen được đưa vào phản ứng với chất lỏng axetat vinyl bên trong, axetat vinyl có thể được sử dụng làm chất phản ứng, đồng thời cung cấp môi trường hòa tan cho phản ứng. Quy trình này thường sử dụng thiết bị phản ứng dòng chảy liên tục, giúp axetat vinyl chưa tham gia phản ứng có thể được tái chế, và với phương pháp này, sản lượng hàng năm có thể đạt hơn 100.000 tấn. Thiết bị phản ứng của vật liệu eva rất giống với polyetylen mật độ thấp (LDPE), như hình dưới đây:
3. Phân loại và ứng dụng của vật liệu eva
Tính chất của các vật liệu EVA thu được bằng các phương pháp polymer hóa khác nhau khá khác biệt, và lý do cơ bản là vì các phương pháp polymer hóa khác nhau sẽ ảnh hưởng đến hàm lượng axetat vinyl trong vật liệu EVA. Dựa vào lượng axetat vinyl, vật liệu EVA được chia thành nhựa EVA, elastomer EVA và keo sữa EVA.
Khi hàm lượng axetat vinyl nằm trong khoảng 5% đến 40%, vật liệu EVA sản xuất ra lúc này được gọi là nhựa EVA, chủ yếu được sử dụng làm màng nông nghiệp, bọt và keo nóng chảy. Các loại phim EVA phổ biến như sau:
Khi hàm lượng axetat vinyl trong vật liệu EVA nằm trong khoảng 40% đến 70%, loại vật liệu EVA này được gọi là cao su EVA, và sự tăng lên của hàm lượng liên kết ester cho vật liệu EVA tính đàn hồi cao. Lúc này, vật liệu EVA hầu như không tinh thể, nhiệt độ chuyển kính rất thấp, và có thể được sử dụng làm chất sửa đổi PVC, như hình bên dưới:
Nếu sử dụng vật liệu eva được sản xuất bằng trùng hợp nhũ tương, hàm lượng axetat vinyl có thể lên tới 70% đến 95%, và lúc này vật liệu eva được gọi là nhũ tương eva. Nhũ tương eva chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp sơn như keo dán và sơn dẫn điện. Dưới đây là một điển hình của nhũ tương eva:
4. Khuyết điểm và sửa đổi của vật liệu eva
Mặc dù vật liệu eva có nhiều đặc tính ưu việt, nhưng eva rất dễ cháy và có thể sinh ra khí độc. Để giải quyết vấn đề về khả năng cháy của vật liệu eva và đảm bảo an toàn cho vật liệu eva, cách hiệu quả nhất là thêm chất chống cháy vào đó.
Trước đây, chất chống cháy thường được sử dụng là chất chống cháy có halogen. Cơ chế hoạt động là khi chất chống cháy bị làm nóng, nó phân hủy tạo ra hidro halide và tiêu thụ các gốc tự do được sinh ra khi vật liệu eva bị phân huỷ, từ đó ngắt断 chuỗi phản ứng của vật liệu eva. Ngoài ra, hidro halide có tính chịu lửa cao và đặc, dễ dàng hình thành một "lớp bảo vệ" trên bề mặt vật liệu eva, giảm diện tích tiếp xúc giữa vật liệu eva và oxy, và phát huy hiệu quả chống cháy nhất định
Tuy nhiên, hidro halide vẫn có thể gây ô nhiễm thứ cấp, và các nhà nghiên cứu đang dần sử dụng hydroxit kim loại, hạt nano vô cơ và chất chống cháy phồng lên làm vật liệu chống cháy cho vật liệu eva
