EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的英文简称 , 是由无极性、结晶性的乙烯单体与强极性、非结晶性的醋酸乙烯酯单体(又称VA)组成的无规共聚物 。
它是在1928年由美国科学家H.F.马克用低压法首次合成 , 后来在1938年英国ICI化学工业公司发表了高压聚合法制造EVA的专利 , 再到60年代初美国杜邦公司开始有工业产品 。
发展到如今 , 其应用产品已渗透了人们生活的方方面面 , 如鞋材、薄膜、电线电缆、玩具、热熔胶、涂料等等 。
下面 , 我们将从EVA的合成工艺、结构性能、加工成型、应用领域以及生产厂家五个方面来阐述EVA材料的相关知识!
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图 彩色EVA球 , 源自网络
一、合成工艺
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯(VA)含量范围可以很广 , 为5%~95% , 不同含量有不同性能表现 , 因此严格来说有不同细分 , 如下图:
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图 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的细分
而通常说的EVA产品是指EVA树脂 , VA含量一般为5%~40% , 大多数EVA生产厂家也都是做这种 , 因此以下讨论的EVA均是EVA树脂 。
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图 EVA树脂颗粒 , 源自网络
关于EVA的合成工艺 , 经过50多年的发展 , 目前 , 国内外成熟的EVA生产技术主要有四种:高压连续本体聚合法、中压悬浮聚合法、溶液聚合法及乳液聚合法 。
其中 , 溶液聚合和乳液聚合工艺应用较少 , 大多数企业采用高压连续本体法聚合工艺 。
高压连续本体法聚合工艺又通常采用高压釜式反应器或管式反应器 , 工艺原理类似于低密度聚乙烯(LDPE)的生产工艺 。
- 釜式法的典型工艺有杜邦、USI和Lyondell Basell(原Equistar)工艺 , 可生产VA含量小于40%的EVA树脂 , 单程转化率为10%~20%;
- 管式法的典型工艺有Basf、Imhausem/Ruhrchemie、Basell公司的Lupotech工艺等 , 一般生产VA含量小于30%的EVA树脂 , 单程转化率为25%~35% 。
由于EVA在高压、高温下的聚合反应机理与LDPE基本相同 , 因此 , 采用高压釜反应器和管式反应器生产的EVA产品之间的差别类似于用这两种工艺生产的LDPE的差别 。
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图 管式法及釜式法EVA产品的性能对比
二、结构性能
EVA与PE相比 , 由于在分子链上引入了醋酸乙烯单体 , 从而降低了结晶度 , 提高了柔韧性 , 耐冲击性 , 提高了填料混入性和热密封性 , 一般密度介于0.91~0.93 , 透明性和光泽性好 。
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图 EVA分子结构式 , 源自网络
EVA树脂的性能主要取决于共聚物中醋酸乙烯酯含量(VA含量)和熔体流动速率(MFI) 。
在MFI为恒定值的条件下 , 当VA%增加时 , 各种性能的变化如下:
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