Modifikationstutorial von EVA

Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, abgekürzt EVA, ist ein Kunststoff, der aus unpolaren, kristallinen Vinylmonomeren und nichtkristallinen Vinylacetat-Monomeren (VA) besteht. EVA weist bessere Flexibilität, Zähigkeit, Spannungsrissbeständigkeit, Transparenz und Füllstoffkompatibilität auf als Polyethylen (PE). Aus EVA können durch Formverfahren wie Extrusion verschiedene Produkte hergestellt werden.

Durch die Mischungsmodifizierungstechnologie kann die Leistung von EVA effektiv verbessert und der Umfang und die Anpassungsfähigkeit seiner Anwendung erweitert werden. Damit jeder das Mischen und Modifizieren von EVA versteht, hat Xiaobian relevante Materialien zusammengestellt, die jeder lesen kann.

Faktoren, die die EVA-Leistung beeinflussen.

01. Einfluss des VA-Gehalts auf die EVA-Leistung

Der Einfluss des VA-Gehalts auf die Leistung von EVA spiegelt sich hauptsächlich in zwei Aspekten wider.

① Va-Seitengruppen zerstören den kristallinen Bereich, der durch das Polyethylenkettensegment gebildet wird. Mit zunehmendem VA-Gehalt nimmt die Kristallinität von EVA allmählich ab. Wenn der VA-Gehalt weiter auf 40 % bis 50 % ansteigt, wird das EVA-Copolymer zu einer völlig zufälligen Struktur.

② Da VA eine polare Gruppe ist, wird die Polarität von EVA mit steigendem VA-Gehalt größer, sodass sich viele seiner Eigenschaften ändern. Beispielsweise nehmen Zugfestigkeit, Wärmeverformungsbeständigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit und andere Eigenschaften ab, während sich Permeabilitätsreibungskoeffizient, Umweltspannungsrissbeständigkeit und andere Eigenschaften verbessern.

02. Einfluss der Molekulargewichtsverteilung auf die EVA-Leistung

Bei EVA mit breiter Molekulargewichtsverteilung verwickeln sich lange Ketten leichter miteinander als kurze Ketten, und langkettige Moleküle können den größten Teil der Verformungsenergie absorbieren und zeigen eine höhere elastische Reaktion. Daher hat EVA mit breiterer Molekulargewichtsverteilung eine hohe Viskosität, wenn es weniger Scherkräften ausgesetzt wird, was es weniger leicht fließen lässt, aber leichter. Bei der tatsächlichen Verarbeitung und Produktion wird diese Viskositäts-/Scherbeziehung aufgrund unterschiedlicher Molekulargewichtsverteilungen einen gewissen Einfluss auf die Auswahl der EVA-Rohstoffe haben.

Darüber hinaus verbessern sich mit zunehmender Molekularmasse von EVA die thermische Schweißfestigkeit, die Schmelzviskosität, die Durchbiegung, die Steifheit, die Spannungsbruchbeständigkeit usw. von EVA.

03. Auswirkungen des Verzweigungsgrades von Molekülketten auf die EVA-Leistung

Im Vergleich zu EVA- und PE-Molekülen stört EVA den ursprünglichen Kristallisationszustand aufgrund der Einführung kurzer Zweige, die aus polaren Gruppen in den verzweigten Molekülketten bestehen, sodass EVA zu einem „Weichmachereffekt“ neigt, der den Abstand zwischen den Polymermolekülketten vergrößert und dadurch die Kristallinität des Polymers verringert, wodurch EVA weicher und elastischer als PE wird; die räumliche sterische Hinderung der CH3COO-Gruppenbildung an der EVA-Molekülkette führt dazu, dass sich die Kristallinität und die Glasurtemperatur von denen von Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) unterscheiden. Die thermische Stabilität, Alterung und andere physikalische und mechanische Eigenschaften von EVA werden ebenfalls beeinträchtigt.

Modifikationsmethode von EVA

01. Füllung geändert

Füllen ist eine einfache und effektive Methode zur Polymermodifizierung, die nicht nur die Vorteile des Polymers selbst aufrechterhalten, sondern auch den Compounding-Effekt zur Verbesserung der Mängel nutzen kann, um das Ziel einer Verbesserung der Gesamtleistung des Polymers zu erreichen. Derzeit geht der Trend bei der Füllmodifikation von EVA in Richtung Nanofunktionalisierung und Füllstoffoberflächenmodifizierungstechnologie.

① Das Füllen von EVA mit Hydrotalgestein (LDHs) kann die Biegefestigkeit von EVA verbessern.

②Das Füllen von EVA mit Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) kann die thermische Stabilität von EVA verbessern und die Zugfestigkeit und Verarbeitungsflüssigkeit steigern.

③ Die Modifizierung des EVA-Schmelzklebstoffs mit Eisenoxidpartikeln (Fe3O4) kann die Haftung des Schmelzklebstoffs verbessern und seine Schmelzfließfähigkeit in einem bestimmten Bereich steigern.

④ NANO-SiO2 mit einem volumetrischen Füllanteil von 4 % kann die Zugfestigkeit von EVA/SiO2-Verbundwerkstoffen maximieren.

Die Arten von Füllstoffen, die zur Modifikation von EVA-Füllstoffen verwendet werden, nehmen ständig zu. Allerdings gibt es bei der Modifikation von Füllstoffen noch immer viele Probleme, wie sich die Dispersion der Füllstoffe in der EVA-Matrix verbessern lässt usw. Die Lösung dieser Probleme trägt dazu bei, die Leistung von EVA weiter zu verbessern.

02. Blending-Modifikation

Durch Mischen und Modifizieren von EVA kann die Kombination der Eigenschaften verschiedener Polymere optimiert werden, sodass EVA neue Eigenschaften erhält und die Leistung in einem bestimmten Aspekt verbessert werden kann. Das Mischen von EVA mit anderen Polymeren mit guter Kompatibilität ist in den letzten Jahren ein wichtiger Aspekt der EVA-Modifizierungsforschung.

① Wenn dem EVA/halogenfreien, flammhemmenden Copolyester-Mischsystem (P-PET) 15 % EVA-g-MAH hinzugefügt werden, können dessen Kompatibilität, Prozessablauf und Flammhemmung verbessert werden.

② Im EVA/Polyethylen hoher Dichte (HDPE)-Mischsystem sind die mechanischen Eigenschaften der Spinn- und Mischfasern am besten, wenn der HDPE-Gehalt 15 % beträgt.

③ Im EVA/NBR-Mischsystem kann die höchste thermische Zersetzungstemperatur durch Zugabe von oxidiertem Diisobenzotrid (DCP) erreicht werden.

Mit der Entwicklung der dritten Generation der Polymerlegierungstechnologie, wie der interpenetrierten Polymernetzwerktechnologie, der dynamischen Vulkanisationstechnologie,Reaktionsextrusionstechnologie, molekulare Verbundtechnologie usw. werden mehr und bessere EVA-Mischmaterialien mit umfassender Leistung entwickelt, um den Anforderungen verschiedener Werkstofftechnologien gerecht zu werden.

03. Andere Modifikationen

Neben der traditionellen Forschung zur Füll- und Mischmodifizierung von EVA wurden in den letzten Jahren auch große Forschungsfortschritte bei der chemischen Pfropfung und Vernetzung von EVA erzielt, was eine gute Grundlage für die Entwicklung weiterer Varianten von EVA-Produkten gelegt hat.

① Benzoylperoxid (BPO) wird als Vernetzungsmittel verwendet, um die Formrückgewinnungsrate des Materials zu verbessern.

② Das EVA-g-PU-Polymer wurde durch Schmelzpfropfverfahren gewonnen, das eine bessere Zugfestigkeit und Bruchdehnung als Rohmaterialien aufweist. Und die Zugabe von PU-Prepolymeren kann auch die Wärmestabilität von EVA effektiv verbessern.