Samouczek modyfikacji EVA

Kopolimer etylenu i octanu winylu, w skrócie EVA, to tworzywo sztuczne składające się z niepolarnych, krystalicznych monomerów winylowych i niekrystalicznych monomerów octanu winylu (VA). EVA charakteryzuje się większą elastycznością, wytrzymałością, odpornością na pęknięcia naprężeniowe, przezroczystością i kompatybilnością z wypełniaczami niż polietylen (PE). EVA można wytwarzać w różne produkty poprzez procesy formowania, takie jak wytłaczanie.

Dzięki technologii modyfikacji mieszanki, wydajność pianki EVA może zostać skutecznie poprawiona, a zakres i możliwości adaptacji jej zastosowania mogą zostać rozszerzone. Aby umożliwić każdemu zrozumienie procesu mieszania i modyfikacji pianki EVA, Xiaobian przygotował odpowiednie materiały do ​​przeczytania.

Czynniki wpływające na wydajność EVA.

01. Wpływ zawartości VA na wydajność EVA

Wpływ zawartości VA na wydajność EVA można dostrzec głównie w dwóch aspektach.

① Grupy boczne Va niszczą obszar krystaliczny utworzony przez segment łańcucha polietylenowego. Wraz ze wzrostem zawartości VA krystaliczność EVA stopniowo spada. Gdy zawartość VA nadal wzrasta do 40%–50%, kopolimer EVA staje się całkowicie losową strukturą.

② Ponieważ VA jest grupą polarną, wraz ze wzrostem zawartości VA polarność EVA staje się większa, w wyniku czego wiele jej właściwości ulega zmianie, np. wytrzymałość na rozciąganie, odporność na odkształcenia cieplne, odporność na korozję chemiczną i inne właściwości ulegają zmniejszeniu, podczas gdy współczynnik tarcia przepuszczalności, odporność na pęknięcia naprężeniowe pod wpływem środowiska i inne właściwości ulegają poprawie.

02. Wpływ rozkładu masy cząsteczkowej na wydajność EVA

W przypadku EVA o szerokim rozkładzie masy cząsteczkowej, długie łańcuchy łatwiej się ze sobą splatają niż łańcuchy krótkie, a cząsteczki o długich łańcuchach mogą absorbować większość energii odkształcenia i wykazywać wyższą sprężystość. Dlatego EVA o szerszym rozkładzie masy cząsteczkowej charakteryzuje się dużą lepkością przy mniejszym ścinaniu, co utrudnia, ale ułatwia płynięcie. W rzeczywistym przetwarzaniu i produkcji, ta zależność lepkości od ścinania, wynikająca z różnych rozkładów masy cząsteczkowej, będzie miała pewien wpływ na wybór surowców EVA.

Dodatkowo, wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej tworzywa EVA, poprawia się wytrzymałość termiczna spoiny, lepkość stopu, ugięcie, sztywność, odporność na pękanie naprężeniowe itp. tworzywa EVA.

03. Fakt rozgałęzienia stopnia łańcuchów molekularnych na wydajność EVA

W porównaniu z cząsteczkami EVA i PE, EVA zaburza pierwotny stan krystalizacji poprzez wprowadzenie krótkich rozgałęzień złożonych z grup polarnych w rozgałęzionych łańcuchach cząsteczek. W rezultacie EVA wykazuje tendencję do „plastyfikowania”, zwiększając odległość między łańcuchami cząsteczkowymi polimeru, a tym samym zmniejszając jego krystaliczność, dzięki czemu EVA staje się bardziej miękki i elastyczny niż PE. Przestrzenna przeszkoda steryczna w tworzeniu grup CH3COO w łańcuchu cząsteczkowym EVA sprawia, że ​​krystaliczność i temperatura zeszklenia różnią się od polietylenu o niskiej gęstości (LDPE). Wpływa to również na stabilność termiczną, starzenie i inne właściwości fizyczne i mechaniczne EVA.

Metoda modyfikacji EVA

01. Wypełnij zmodyfikowane

Wypełnianie to prosta i skuteczna metoda modyfikacji polimeru, która pozwala nie tylko zachować zalety samego polimeru, ale także wykorzystać efekt mieszania w celu poprawy defektów, co pozwala osiągnąć cel, jakim jest poprawa jego ogólnej wydajności. Obecnie modyfikacja wypełniania EVA zmierza w kierunku nanofunkcjonalizacji i technologii modyfikacji powierzchni wypełniacza.

① Wypełnienie pianki EVA skałami hydrotalnymi (LDH) może poprawić wytrzymałość pianki EVA na zginanie.

② Napełnienie tworzywa EVA wodorotlenkiem magnezu (Mg(OH)2) może poprawić stabilność termiczną tworzywa EVA, zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie i płynność przetwarzania.

③ Modyfikacja topliwego kleju EVA cząsteczkami tlenku żelaza (Fe3O4) może poprawić przyczepność topliwego kleju i poprawić jego płynność w określonym zakresie.

④ NANO-SiO2 z objętościowym wypełnieniem na poziomie 4% może zmaksymalizować wytrzymałość na rozciąganie materiałów kompozytowych EVA/SiO2.

Typy wypełniaczy stosowanych do modyfikacji wypełniaczy EVA są coraz powszechniejsze, ale modyfikacja wypełniaczy wciąż wiąże się z wieloma problemami, takimi jak poprawa dyspersji wypełniaczy w matrycy EVA itp. Rozwiązanie tych problemów pomoże w dalszej poprawie wydajności EVA.

02. Modyfikacja mieszania

Mieszanie i modyfikowanie EVA pozwala zoptymalizować kombinację właściwości różnych polimerów, dzięki czemu EVA może uzyskać nowe właściwości i poprawić parametry w określonym zakresie. Mieszanie EVA z innymi polimerami o dobrej kompatybilności jest ważnym aspektem badań nad modyfikacją EVA w ostatnich latach.

① Dodanie 15% EVA-g-MAH do mieszanki EVA/bezhalogenowego kopolimeru zmniejszającego palność (P-PET) może poprawić jej zgodność, przepływ procesu i zmniejszenie palności.

② W systemie mieszania EVA/polietylenu o wysokiej gęstości (HDPE), gdy zawartość HDPE wynosi 15%, właściwości mechaniczne włókien przędzonych i mieszanych są najlepsze.

③ W układzie mieszanym EVA/NBR najwyższą temperaturę rozkładu termicznego można uzyskać poprzez dodanie utlenionego diizobenzotridu (DCP).

Dzięki rozwojowi trzeciej generacji technologii stopów polimerowych, takich jak technologia sieci polimerowych przenikających się wzajemnie, technologia wulkanizacji dynamicznej,technologia wytłaczania reakcyjnego, technologia kompozytów molekularnych itp., powstaną bardziej kompleksowe i lepsze materiały domieszkowe EVA, które będą spełniać wymagania różnych technologii inżynieryjnych w zakresie materiałów.

03. Inne modyfikacje

Oprócz tradycyjnych badań nad modyfikacją wypełniania i mieszania tworzywa EVA, w ostatnich latach poczyniono także duże postępy w badaniach nad chemicznym szczepieniem i sieciowaniem tworzywa EVA, co stworzyło solidne podstawy do opracowania większej liczby odmian produktów EVA.

① Nadtlenek benzoilu (BPO) jest stosowany jako środek sieciujący w celu zwiększenia szybkości odzyskiwania kształtu przez materiał.

② Polimer EVA-g-PU uzyskano metodą szczepienia przez topienie, co pozwoliło uzyskać lepszą wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu niż w przypadku surowców. Dodatek prepolimerów PU może również skutecznie poprawić stabilność termiczną EVA.