
eva薄膜
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2023年3月16日发(作者:郑冲)EVA
EVA树脂具有良好的柔软性,橡胶般的弹性,在-50℃下仍能够具
有较好的可挠性,透明性和表面光泽性好,化学稳定性良好,抗老化
和耐臭氧强度好,无毒性。与填料的掺混性好,着色和成型加工性好。
EVA树脂用途很广。一般情况下,乙酸乙烯含量在5%以下的EVA,其
主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶粘剂等;乙酸乙烯含
量在5%~10%的EVA产品为弹性薄膜等;乙酸乙烯含量在20~28%的
EVA,主要用于热熔粘合剂和涂层制品;乙酸乙烯含量在5%~45%,
主要产品为薄膜(包括农用薄膜)和片材,注塑、模塑制品,发泡制
品,热熔粘合剂等。
乙烯-醋酸乙烯共聚物简称EVA,一般醋酸乙烯(VA)含量在5%~
40%。与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从
而降低了高结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封
性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线
电缆及玩具等领域。
EVA分子结构式:
一、乙烯-醋酸乙烯共聚物的特性和用途:
1.特性
EVA树脂的特点是具有良好的柔软性,橡胶般的弹性,在-50℃下
仍能够具有较好的可挠性,透明性和表面光泽性好,化学稳定性良好,
抗老化和耐臭氧强度好,无毒性。与填料的掺混性好,着色和成型加
工性好。
它和乙酸乙烯含量和分子量、熔体指数关系很大。当熔融指数(MI)
一定,乙酸乙烯(VA)含量提高时候,其弹性、柔软性、相溶性,透
明性等也随着提高。当VA含量减少时候,则性能接近于聚乙烯,刚
性增高,耐磨性、电绝缘性提高,。若VA含量一定时候,融体指数增
加时,则软化点下降,加工性和表面光泽改善但强度会下降,否则,
随MI的降低则分子量增大,冲击性能和抗环境应力开裂性能提高。
乙酸根的极性使弹性和粘性增大,结晶性和电性能下降,溶于烃
类溶剂和油类。
EVA的性能见如下表1:
表1EVA性能
性能VA,%
8192833
密度,g/cm30.930.940.950.96
拉伸强度,MPa
20.020.018.018.5
伸长率,%
65
弹性模量,MPa
35.091.095.095.0
硬度,JIS法
92928160
软化点,℃
746442
<40
脆化温度,℃-70-70-70-70
熔点,℃
80~8562~7555~60
2.用途
EVA树脂用途很广。一般情况下,乙酸乙烯含量在5%以下的EVA,
其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶粘剂等;乙酸乙烯
含量在5%~10%的EVA产品为弹性薄膜等;乙酸乙烯含量在20~28%
的EVA,主要用于热熔粘合剂和涂层制品;乙酸乙烯含量在5%~45%,
主要产品为薄膜(包括农用薄膜)和片材,注塑、模塑制品,发泡制
品,热熔粘合剂等。如:
(1)薄膜、薄片及层合制品:具有密封性、粘合性、柔软性、强韧
性、紧缩性,适合弹性包装薄膜,热收缩薄膜,农用薄膜,食品包装
薄膜,层合薄膜,可以用于做聚烯烃层压薄膜的中间层。
(2)一般用品:具有柔韧性,抗环境应力开裂性,耐气候性好的优
点,适合工业用材料有电力电线绝缘皮包,家用电器配件,窗密封材
料等。
(3)日用杂货类有运动用品,玩具、坐垫、束带、密封容器盖、EVA
橡胶足球等。
(4)汽车配件有避震器、挡泥板、车内外装饰配件等。
(5)发泡制品:加压发泡有泡沫塑料拖鞋、凉鞋、建筑材料等。注
塑发泡有各种工业零部件,女用鞋底,热熔粘合剂等。
乙烯-醋酸乙烯共聚物的的成型加工:
EVA可注塑、挤塑、吹塑、压延、滚塑真空热成型、发泡、涂覆、
热封,焊接等成型加工。
二、挤出复合
1.挤出复合及其优缺点
挤出复合是将热熔性树脂,如PE、EVA、EAA等,由塑料挤出机
熔融塑化后经T型模头挤出在一种基材上,同时与另一基材复合贴压
在一起,冷却后制成复合薄膜的一种方法。实际中,往往也把挤出涂
布归为挤出复合,并不特别列出。挤出涂布是将热熔性树脂连续均匀
地挤出,在一种基材上直接冷却收卷成复合薄膜,不与另一基材贴合
的工艺。
挤出复合目前主要有三种方式:单层挤出复合,串联挤出复合,
共挤出复合。与其他复合方式相比,挤出复合有其独特的优点,也有
一定的缺点。
挤出复合的优点如下:
(1)复合速度快,适合大批量生产;
(2)可自由选择基材;
(3)加工成本较低,省去了一道热封膜生产工序,黏合剂使用量极少;
(4)可任意设定挤压厚度;
(5)可一次性连线生产多达9层的复合材料。
挤出复合的缺点如下:
(1)初期设备投资较大;
(2)在升温、更换挤出树脂时,损耗较大;
(3)生产控制、质量控制较困难;
(4)所用LDPE等原料的耐热性低,复合制品有异味;
(5)产品平整度较差。
2、挤出复合用树脂:
挤出复合用树脂最主要的要求就是其黏合性能、热封性能和加工
性能,挤出复合用树脂进一步向低温热封性、抗污染封口性、热黏强
度高的方向发展。
挤出复合一般采用LDPE,主要是由于LDPE价廉易得、无毒无臭、
容易加工。其他常用的树脂为EVA、PP、EAA、EMAA、离子键化合物
等。EVA的低温热封性好、抗封口污染性强;PP耐热性好、质轻透明;
EAA的抗化学性好,黏结性高。
3、挤出复合的机理
挤出复合是以EVA等热塑性树脂作为黏合材料,将挤出的熔融树
脂薄膜与复合基材加压贴合在一起,使界面处的分子互相穿插结合,
将基材黏合起来。黏合是被黏物与黏结剂接触后分子间作用力的结果,
有时两者还发生化学反应。黏结的条件之一是黏结剂必须具有良好的
流动性,可以浸润被黏物表面。
薄膜基材经电晕处理后会形成极性的羰基;另外,熔融的EVA
经空气、臭氧的氧化作用会在表面产生极性基团;底涂剂通过与这些
极性基团的结合而促进粘合。
4、挤出复合工艺
(1)温度控制
温度的设定主要由所用的树脂决定,合理的温度设定对挤出复合
极为重要。温度太低,复合膜的剥离强度差、塑化不良、外观暗淡;
温度太高,则塑料易分解、复合膜脆硬、挤出膜的收缩率增大。另外,
T型模头较宽,两端易散发热量,因此,模头两端的温度设定可提高
2~3℃。
树脂机身温度,℃连接器
温度,
℃
机头温
度,℃
123456
EVA
常温130230230
(2)过滤网
过滤网的作用是过滤熔体,使熔体流动均匀,并且形成背压作用。
过滤网的设置组合有多种形式,如40/60/80/20、20/100/20、
80/100/120/80、80/100/120/120/80等,较细的网目可使熔体流动
均匀,塑化良好,但会使背压提高。
如何更换过滤网呢?应把T模、连接器等保持一定温度,拆开挡
板,将挤出机低速运转,使过滤网被熔体慢慢顶出。用铜片把树脂清
理干净,把换下的多孔板上的树脂烧掉,并自然冷却。
对于安装有自动换滤网设备的挤出机,只要熔体压力达到一定值
或运转了一定时间后,自动切换就可以了。
(3)速度
速度控制主要是螺杆转速、牵引速度与产品厚度和性能的匹配关
系。螺杆转速高,牵引速度慢、薄膜厚度大;螺杆转速小,牵引速度
快、薄膜厚度小。如果挤出量偏大,牵引速度过快,会造成薄膜的透
明度下降,纵向取向增大,使薄膜的机械方向性增高。
当挤出量和薄膜的宽度一定时,薄膜的厚度可以通过涂布的速度
来调整。它们的关系如下式所示。
机械速度=
挤出量
密度×薄膜宽度×薄膜厚度
涂布的厚度同涂布速度和薄膜的宽度成反比关系,而同挤出量成
正比关系。一般而言,在挤出机的挤出能力、加热能力、涂布加工的
速度以及涂布的宽度等标准范围内,可以对涂布的厚度在较宽范围内
任意调节。
(4)气隙
从模唇口到冷却辊、复合压力辊接触线的距离称为气隙。气隙大,
则复合温度低、复合牢度差、透明度不好;但另一方面,气隙大也增
加了熔体表面的热氧化程度,促进了复合膜剥离强度的提高。气隙一
般控制在50~100mm。
另外,模口挤出的PE熔膜要略向复合橡胶辊方向倾斜,绝不可
向冷却辊方向倾斜,避免熔体急剧降温影响复合膜的剥离强度。
根据其线速度和气隙可计算出气隙时间,最佳的气隙时间可能得
到最强的黏合强度。计算公式如下:
气隙时间=
气隙
线速度
×60
建议采用60~110ms的气隙时间。
5.缩幅控制
熔体帘在模口下垂过程中会发生弹性回复,使得两边有一定的缩
幅,不但使复合膜两边增厚,影响收卷及成品质量,还会使得挤出复
合宽度控制困难。缩幅除了与树脂本身的性能有关外,还与挤出温度
及牵引速度有相当大的关系。图1为树脂温度与缩幅的关系,图2为
成型速度与缩幅的关系。
图1树脂温度对缩幅的影响
图2成型速度与缩幅的关系