Explicação detalhada da espuma EVA#EVA#Máquina de extrusão Matéria-prima

Vamos começar apresentando as propriedades físicas do EVA:

Os indicadores de desempenho físico deEVAgeralmente incluem: dureza, densidade, alongamento, resistência à tração, resistência ao rasgo, deformação permanente à compressão e elasticidade.
Dureza, isso é algo que todos entendem. O grau de maciez e dureza do produto é medido pela escala de dureza Shore. A espuma EVA pode ser usada com durezas que variam de mais de 10 a mais de 80 graus.
A gravidade específica é a densidade. Muitas pessoas conseguem medi-la com ferramentas simples. Geralmente, balanças de gravidade específica microcomputadorizadas são usadas quando as condições permitem. A gravidade específica mínima dos produtos que fabriquei parece ser em torno de 0.05 g/cm³.
Alongamento, ou seja, alongamento na ruptura. Para moldar um produto de espuma EVA com determinadas especificações, por exemplo, 60*10*5mm, utilize uma máquina de ensaio de tração para tracioná-lo a uma velocidade constante e divida o comprimento obtido na ruptura pelo comprimento original.
A resistência à tração, em termos simples, é a carga no momento da ruptura. Ela é medida simultaneamente com o alongamento. Já a resistência ao rasgo é um pouco difícil de explicar. Consiste em fazer uma pequena abertura na folha de EVA, fixar as duas extremidades dessa abertura nas duas garras da máquina de ensaio de tração e, em seguida, tracioná-la. A carga aplicada é a resistência ao rasgo.
A deformação permanente por compressão, também chamada de distorção por compressão, é geralmente referida como compressão. Na verdade, a deformação por compressão é o nome do instrumento utilizado para testar a deformação permanente por compressão. O EVA é moldado em um disco específico e colocado em uma câmara de compressão, ajustada aos parâmetros necessários, e então colocado em uma máquina de envelhecimento por várias horas. Finalmente, o disco é retirado e sua espessura é medida. O valor da deformação, calculado por meio de diversos coeficientes, é obtido pela compressão.
Elasticidade é apenas um nome abstrato. Chamar isso de resiliência parece incompleto. Se quisermos falar sobre a imagem, podemos usar o termo Q (como em "bala QQ"). Algumas marcas têm um nome mais profissional, que divide a elasticidade em duas partes: amortecimento e reflexão. Essas duas palavras devem ser fáceis de entender. Não vou entrar em detalhes.
Após um longo período sem uso, a granulação de espuma fina tende a aumentar. Não existe uma solução ideal para isso. Depende de um planejamento adequado na produção. Geralmente, matérias-primas de boa qualidade não devem ficar armazenadas por mais de uma semana, enquanto as de má qualidade devem ser utilizadas em até três dias para evitar o aumento da granulação. Caso o prazo seja excedido, o material pode ser reintroduzido no forno para granulação, sendo recomendável a adição de DCP (policloreto de cálcio dibásico) conforme necessário.
Para espumas pequenas, podem surgir falhas em algumas partes mais espessas, indicando que o cozimento não foi completo. Nesse caso, o tempo de espumação pode ser ajustado, a temperatura do molde pode ser aumentada ou a pressão da máquina pode ser aumentada. A quantidade de DCP (policloreto de cálcio di-hidratado) ou um agente de ponteamento auxiliar podem ser adicionados à fórmula.

A fórmula da espuma EVA geralmente consiste nas seguintes matérias-primas: ingredientes principais, cargas, agentes espumantes, agentes de ponteamento, aceleradores de espuma e lubrificantes.

O material principal, obviamente, é EVA e/ou PE. Claro que, para melhorar as propriedades físicas do produto, outros materiais podem ser adicionados adequadamente, como borracha, POE, etc., e até mesmo uma pequena quantidade de TPR pode ser adicionada para reforçar algumas propriedades físicas. No caso do EVA, o principal indicador é o teor de VA (ácido sulfúrico), e seu nível está diretamente relacionado a quase todas as propriedades dos produtos de espuma de EVA. É claro que alguns produtos também podem ser espumados apenas com PE. O material principal a ser utilizado depende das necessidades do produto. Cargas, carbonato de cálcio ou talco são geralmente usados ​​atualmente. Seu objetivo é reduzir custos, aumentar a rigidez do produto, etc., e também podem desempenhar um papel na condução de calor. Geralmente, o tamanho das partículas é usado como índice de qualidade (claro que o teor de água também é um aspecto importante), como 120 mesh, 400 mesh, etc. Em princípio, quanto mais finas as partículas, melhor, e, claro, o preço será maior. A dosagem máxima é de 40 Phr (porcentagem do ingrediente principal) na fórmula que eu vi.
Geralmente, utilizam-se agentes espumantes da série AC, como o AC-3000H. Esses agentes são espumantes de alta temperatura, com ponto de decomposição superior a 220 graus. Existem também agentes espumantes de baixa temperatura, como o AD-300, com ponto de decomposição de 140 graus, e agentes espumantes de temperatura média. Como a diferença de preço não é grande e os agentes espumantes de alta temperatura são relativamente estáveis, muitos fabricantes tradicionais de EVA têm migrado para esses agentes, alguns utilizando ambos em conjunto. A quantidade de AC utilizada depende da aplicação específica. Como agente de ponte, o DCP é o mais utilizado atualmente, embora TAIC, PL400, etc., também tenham sido usados ​​no passado. A meia-vida do DCP é de 1 minuto a 180 graus e de 10 minutos a 130 graus. Portanto, durante a mistura dos materiais, a temperatura deve ser mantida abaixo de 120 graus sempre que possível. Alguns produtos têm requisitos quanto ao odor; nesses casos, pode-se utilizar outro agente de ponte, o BIPB, geralmente usado em conjunto com o TAIC. A dosagem de DCP costuma ser de 0.5 a 0.6 phr em espumação em placa plana e espumação em molde de pequeno porte, e de 0.8 a 1.0 phr em espumação por injeção. Naturalmente, também existem adições e subtrações apropriadas, e diferentes aplicações.
Atualmente, dois tipos de aceleradores de espuma são mais utilizados: o óxido de zinco em pó e o estearato de zinco em pó. No passado, também utilizávamos a combinação dos dois, mas agora usamos apenas o óxido de zinco. Um único tipo também pode alcançar o efeito desejado, e a estabilidade do produto pode ser melhor. O óxido de zinco pode reduzir a temperatura de decomposição do AC para cerca de 160 graus, o que facilita a produção. Há um consenso de que a quantidade de óxido de zinco geralmente não deve exceder 0.2 Phr, pois o excesso causa uma contração relativamente grande do produto. Por outro lado, se a quantidade for muito pequena, a velocidade de formação de espuma será muito lenta; portanto, o ideal é que não seja inferior a 1.0 Phr.
Os lubrificantes, geralmente ácido esteárico, têm um efeito limitado, servindo principalmente para evitar que o material grude na máquina durante o uso. O uso excessivo pode reduzir o atrito entre as peças e comprometer as propriedades físicas. Recomenda-se uma concentração de 0,5 Phr.

Adicionando acessórios em fórmula de espuma EVA

Os excipientes que podem ser adicionados à fórmula do EVA são muito variados. Vamos falar apenas de alguns dos principais.

1. Sobras
Os retalhos são as sobras de tecido e as tiras de borda após a fabricação dos produtos. Todos são espumados. Esse tipo de material representa um grande custo. Utilizá-lo pode reduzir significativamente os custos de produção. Claro que isso também terá um impacto no desempenho físico. Esse tipo de material é usado por quase todos os fabricantes de EVA, então não entrarei em detalhes.

2. Agente antiestático
Alguns produtos precisam ter função antiestática, e os produtos de espuma EVA em si possuem forte eletricidade estática, portanto, é necessário adicionar agentes antiestáticos à fórmula. Geralmente, o agente antiestático usado em EVA é uma mistura, e a composição específica (MS) é muito complexa. Não posso precisar a composição exata no momento, mas a dosagem varia de 3% a 5%.

3. Retardador de chama
Produtos de espuma EVA usados ​​como materiais de embalagem podem precisar ser retardantes de chama. Retardantes de chama podem ser adicionados adequadamente à fórmula para atingir o efeito desejado. Mg(OH)₂ e Al(OH)₃, retardantes de chama comumente usados ​​em plásticos, também apresentam certos efeitos em produtos de espuma EVA, mas a dosagem é relativamente alta, geralmente entre 12% e 20%, e mesmo assim, para produtos com altos requisitos de retardamento de chama, eles não funcionam muito bem. Existe um produto no Japão com excelente efeito retardante de chama, mas ele não atende à diretiva RoHS.

4. Agente de cura rápida
O processo de espumação do EVA leva tempo. Se você deseja aumentar a produção diária e reduzir o consumo de energia do produto, pode adicionar um agente de cura rápida para diminuir o tempo necessário para a espumação. O agente de cura rápida mais comum no mercado atualmente é o TAIC, que, para ser mais preciso, é um agente de ponteamento. Adicionar uma quantidade adequada de TAIC pode de fato reduzir o tempo, mas com sua adição, o tamanho do produto será reduzido proporcionalmente, e o efeito de redução do tempo não é ideal. Não sei sobre Fujian, mas existem vários lugares em Guangdong que usam outro agente de cura rápida com uma pequena adição, e o efeito de redução do tempo é bastante considerável.

5. Corante
Produtos espumados geralmente são coloridos, portanto, agentes corantes precisam ser adicionados à fórmula para ajustar a cor. Produtos de espuma EVA podem ser coloridos com toner, cola colorida e, claro, o ideal é usar masterbatch de cor. Produtos MS não podem ser reproduzidos com fidelidade por computador, provavelmente porque a cor muda muito antes e depois da espumação, e o computador não consegue reproduzi-la com precisão.

A espuma EVA geralmente passa por três processos.

Espuma de grandes dimensões em painéis planos tradicionais, espuma de pequenas dimensões e injeção em molde.

1. Espuma plana tradicional
Atualmente, pequenas fábricas geralmente utilizam esse método. O custo de máquinas e equipamentos é relativamente baixo. Esse processo produz placas, que são então transformadas em produtos por meio de processos como estampagem e acabamento de bordas. As condições de expansão são relativamente fixas: a temperatura varia entre 160 e 170 °C, o tempo é determinado pela espessura do molde, geralmente entre 90 e 110 segundos por milímetro, e a pressão é de 150 kg/cm².

2. Pequena formação de espuma no molde
Este processo é usado principalmente em materiais para calçados. Calçados esportivos passam por uma primeira moldagem da entressola secundária. O material, preparado de acordo com a fórmula, é granulado, pesado e colocado em um molde aberto, onde o formato geral do calçado é formado. A dificuldade deste processo reside na simetria do molde e da fórmula, pois, caso contrário, é difícil controlar simultaneamente a densidade e a dureza. Frequentemente, o tamanho é adequado, mas a dureza é insuficiente. Ou, se a dureza for suficiente, o tamanho é pequeno demais. As condições de moldagem deste processo são relativamente flexíveis, dependendo do formato e da estrutura do produto, principalmente devido à variação de tempo e temperatura, sem considerar as condições de estresse. Falando em entressola secundária, vamos apresentar aqui a segunda moldagem. A superfície do embrião bruto previamente moldado é removida, pressionada no molde do produto acabado e o produto é formado por meio de duas etapas de aquecimento e resfriamento. A temperatura de aquecimento mais adequada situa-se entre 125 e 135 graus, a pressão é de 50 kg/cm² e a água é resfriada após um certo período de aquecimento. Ao retirá-la, obtém-se a segunda entressola. A compressão da sola proporciona uma estabilidade relativa e melhores propriedades físicas.

3. Injeção
A tecnologia de injeção deverá ser a principal tecnologia no futuro. Um processo é realizado para criar um produto. A diferença é que a precisão do molde é maior. O princípio é semelhante ao da moldagem por injeção na indústria de plásticos. A única diferença é que na moldagem por injeção o molde é aberto imediatamente, e a temperatura do molde é diferente. Ou seja, a injeção de EVA nada mais é do que ajustar a temperatura e o tempo de abertura do molde na moldagem por injeção de plástico. Lembro-me de um amigo de Xangai que me ligou recentemente e disse que sua máquina de moldagem por injeção seria usada para fabricar rodas de espuma para carrinhos de bebê. A maioria dos modelos de tênis esportivos famosos são fabricados dessa forma. Comparado com outros métodos, a eficiência é realmente baixa.