eva是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物材料,它是一种无毒、无味、透明的热塑性塑料。eva材料具有优良的弹性、柔韧性、透明性、绝缘性、低温挠曲性、耐候性、耐化学药品腐蚀性,广泛应用于电线电缆料制造、薄膜以及其它成型制品和混合料,汽车工业部件,粘合剂、涂料等。
eva颗粒材料图示1.eva材料的组成与结构
eva的全称为Ethylene-Vinyl-Acetate-Copolymer,Ethylene代表乙烯,Vinylacetate代表醋酸乙烯酯,Copolymer表示共聚物,乙烯与醋酸乙烯酯为eva材料的两种单体,eva的化学结构式如下图所示:
eva材料化学结构式eva材料是继高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、低压低密度聚乙烯之后的第四大类乙烯共聚物。相比于聚乙烯,由于eva材料侧链上引入了酯键这一极性官能团,因此eva材料的结晶度较低,抗冲击性能、耐候性得到了大幅提升。
2.eva材料的制备方法
年,英国的ICI公司申请了eva共聚物的相关专利,而eva的规模化生产则是由美国的杜邦公司在年实现。目前生产eva材料的方法包括四种:高压本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合以及溶液聚合。
其中,高压本体聚合是生产eva材料的主流方法,它的大致流程为:在至个标准大气压的高压与℃左右的高温环境下,将乙烯气体通入到装有醋酸乙烯酯液体的反应釜内部,醋酸乙烯酯既可以作为反应本体,又可以为反应提供溶液环境。该过程通常采用连续流动反应装置,使得未参与反应的醋酸乙烯酯得以循环利用,使用该工艺方法年产量可达十万吨以上。eva材料的反应装置与低密度聚乙烯(LDPE)非常接近,如下图所示:
LDPE的反应装置.eva材料的分类及应用
采用不同的聚合方法得到的eva材料的性能具有较大的差异,而根本原因是不同的聚合方法会影响eva材料中醋酸乙烯酯的含量。按照醋酸乙烯酯含量的多少,eva材料分为eva树脂、eva弹性体以及eva乳液。
当醋酸乙烯酯含量为5%~40%时,此时制得的eva材料称作eva树脂,主要用作农用薄膜、泡沫以及热熔胶。常见的eva薄膜如图所示:
eva薄膜材料当eva材料中醋酸乙烯酯的含量为40%~70%时,这种eva材料称作eva橡胶,酯键含量的增加赋予了eva材料高弹性。此时的eva材料几乎是非晶态,玻璃化转变温度很低,可用作聚氯乙烯的改性剂,如下图所示:
eva橡胶材料若采用乳液聚合法生产的eva材料,其中的醋酸乙烯酯含量可高达70%~95%,此时的eva材料称作eva乳液。eva乳液主要在粘接剂、导电漆等涂料工业上应用,下图便是典型的eva乳液:
eva乳液4.eva材料的缺陷与改性
尽管eva材料具有许多优异的特性,但是eva极易燃烧,并且会产生有毒的气体。为了解决eva材料易燃的问题,确保使用eva材料的安全性,最为有效的办法是向其添加阻燃剂。
以前常用的阻燃剂是含卤阻燃剂。其作用机理是阻燃剂受热时分解出卤化氢,消耗eva材料降解时产生的自由基,从而中断eva材料的链反应。此外,卤化氢难燃并且密度大,容易在eva材料表面形成一层“保护层”,减少eva材料与氧气的接触面积,起到了一定的阻燃效果。
然而卤化氢依然会造成二次污染,目前研究学家逐渐采用金属的氢氧化物、无机纳米颗粒以及膨胀阻燃剂作为eva材料的阻燃材料。
阻燃eva材料