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EVA是由無極性的單體與強極性的單體共聚而成的熱塑性樹脂,是一種支化度高的無規共聚物,該共聚物早是由英國ICI公司于1938年發表專利,并由美國杜邦公司在1960年工業化生產,從50年代后期開始,EVA共聚物的范圍有了相當程度的擴大,是一種包含范圍很廣的熱塑性材料,隨不同的(VA)含量,EVA產品涵蓋了從熱塑性塑料到彈性體的所有材料.EVA的性能主要取決于共聚物中VA含量和熔體流動速率(MFR)。VA含量和MFR的不同,EVA的物理性能、化學性能和加工性能也不同。VA含量對EVA性能的影響主要有兩方面,一是破壞了由聚乙鏈段形成的結晶區,通常高壓本體法生產的低密度聚結晶度為40%~60%,這已由x射線衍射法測量并通過DSC得到證實。隨VA含量增加,結晶度將逐漸降低,當VA含量繼續增大到40%~50%時,共聚物成為完全的無定形結構;二是由于乙酰氧基的極性,VA含量增加,共聚物的極性增加,使共聚物的許多性能發生變化,如結晶度、硬度、軟化點、剛性、拉伸強度、耐化學品性、耐熱變形能力等性能均降低,而抗環境應力開裂性、滲透性摩擦系數等均增大,與其它聚合物的摻混相容性增強,可印刷性增強。
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另外,VA含量增加會使鏈轉移反應增多,從而導致分子量分布變寬,和其它聚合物一樣,分子量分布變寬主要影響熔體的流動性,這是由于分子量分布較寬的聚合物中長鏈比短鏈更容易相互纏結,結果長鏈分子吸收大部分形變能量而表現出較高的彈性響應,相同VA含量和MFR的EVA小分子的粘性阻力對彈性響應也有遲滯作用,所以分子量分布寬的EVA受很小的剪切作用時粘度較大,不易流動,而在較大的剪切力作用時與窄分子量分布的EVA相比更容易流動,這種由于分子量分布不同而產生的粘度/剪切關系可能會對加工和應用時選擇EVA有一定的影響。MFR決定EVA熔融時的流動性。它和分子量有密切的關系,可作為表征分子量大小的參考數據。EVA分子量升高時,共熔融粘度、熱熔接強 度、 剛度、撓度、抗應力斷裂性能和熱合強度等也都提高。在VA含量恒定時,MFR值的增加可提高EVA的熔融性;而分子量、熔融粘度、韌性、拉 伸強度、 環境應力開裂性等降低;屈服應力、斷裂伸長率、強度、硬度等性能則不受影響。
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EVA由于在支鏈中引入由極性的基團所組成的短支鏈,打亂了原來的結晶狀態,致使EVA趨向“塑化效應”而降低了支鏈上的的結晶度,同時還增加了聚合物鏈之間的距離,這就使EVA比聚(PE)更富有柔軟性和彈性;而EVA共聚物中固有的CH3COO-基團形成的空間障礙,使其結晶度和玻璃化溫度與低密度聚(LDPE)有了較大的差別,并且影響了其熱穩定性、老化性能及其他物理機械性能。在EVA分子中短支鏈(少于6個碳原子)與能形成部分結晶網絡的長支鏈(6個碳原子以上)不同,短支鏈對EVA性能的影響和VA含量的影響相似,即破壞PE鏈的結晶性,只是短支鏈數目較少,故影響程度較小;長支鏈的主要影響是使EVA熔體彈性增大,易于纏結而使熔體的彈性響應增大。由于EVA樹脂具有優良的柔韌性、彈性、透明性、低溫撓曲性、粘著性、相溶性和易加工性能,且耐老化、易著色,因而用途廣泛。EVA樹脂隨在樹脂中所占比例不同其性能也有差異,因而用途也有所不同。
膜:防凍食品袋,各種拉仲膜,夾心板(擠壓膜)、溫室膜和各種農業生產用膜、高強耐破裂袋。如采用EVA樹脂作農用薄膜。其透光、保溫、流滴、耐老化、耐候等性能均比PE膜和PVC雙防膜優良,其優點是保暖性能好,夜間散熱少。特別適用于寒冷地區,用EVA作棚膜,農作物收成比用其他農膜高10%以上,而且不易老化,可以連續使用三年,老化后也不變形,便于回收,大大減少了農田的污染。
線纜絕緣材料:由于EVA共聚物容易交聯,加之可填充大量填料而不脆裂,且綜合力學性能無損失,所以適合于生產線纜絕緣材料。典型的應用領域包括熱收縮性絕緣體、半導體絕緣材料和阻燃絕緣材料。
膠粘劑:可制成EVA熱熔膠,廣泛用于:印刷行業的無線裝訂、包裝紙箱、紙盒密封、標簽粘接、家具邊角粘接和組合、汽車產品的裝配,對纖維素薄膜、聚酯薄膜、聚氯薄膜等均可粘接。而且該膠粘劑固化時間短,生產效率高,適合于自動化生產線,不含水和溶劑,*干燥,不會使被粘物膨脹變形,也無溶劑中毒及著火問題,便于貯存和運輸。
調合劑及改性劑:EVA具有良好的填充性能,可以與許多不同的有機或無機物共混,制成各種不同的復合材料或母料,由于EVA具有良好的撓曲、韌性、抗環境應力開裂性和粘結性,是良好的聚合物改良 劑,可用EVA改性PE、 PP、PVC等。EVA樹脂與瀝青完全相溶.改性后可以提高瀝青的溫度敏感性(低溫下呈脆性,高溫下呈粘性)、剛性及沖擊性能,在土木工程、層**材料、鋪路材料等領域有廣泛的應用。
注塑、擠出成型制品:EVA可采用注塑工藝生產鐵軌和枕木之間的震動吸收器、擋泥板、地板墊、辦公機器底座的器械等的緩沖墊、油桶及一些塑料容器的蓋、便 器蓋、 密封洗衣機軟塞、防護帽、防護面具等。EVA也可作擠出成型管材如:輸水管、微滴管、礦山地下管道及其它軟管等.
發泡制品:由于EVA樹脂具有良好的發泡性能(加入適量的發泡劑),且其自身又具有優異的回彈耐老化性、耐龜裂性,同時,制品泡孔小而且均勻,因而廣泛用于如鞋墊用發泡片材及其它發泡體如童車輪、隔音板、汽車零部件、緩踏板、體操墊、游艇防護板等。
結語:EVA產品與LDPE產品相比支化程度較高,結晶度較低,提高了產品的柔韌性、沖擊強度、耐環境應力開裂性能,有更好的摻混性能,等等。各 種EVA產品的VA含量不同, 其物理、化學及加工性能也有很大差異。EVA產品的用途在不斷拓展、開發,其*特的性能使其在農膜、共混改性、運動器材、汽車工業等方面的應用前景廣闊,潛力巨大。
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