Tutorial de Modificação do EVA

O copolímero de etileno-acetato de vinila, abreviado como EVA, é um plástico composto por monômeros vinílicos cristalinos não polares e monômeros de acetato de vinila (VA) não cristalinos. A flexibilidade, a resistência, a resistência à fissuração por tensão, a transparência e a compatibilidade com cargas do EVA são superiores às do polietileno (PE). O EVA pode ser transformado em diversos produtos por meio de processos de moldagem, como a extrusão.

Por meio da tecnologia de modificação de misturas, o desempenho do EVA pode ser efetivamente aprimorado, ampliando o escopo e a adaptabilidade de sua aplicação. Para que todos compreendam a mistura e a modificação do EVA, compilei materiais relevantes para leitura.

Fatores que influenciam o desempenho do EVA.

01. Efeito do teor de VA no desempenho do EVA

O impacto do conteúdo de VA no desempenho do EVA se reflete principalmente em dois aspectos.

① Os grupos laterais VA destroem a região cristalina formada pelo segmento da cadeia de polietileno; com o aumento do teor de VA, a cristalinidade do EVA diminui gradualmente; quando o teor de VA continua a aumentar para 40% a 50%, o copolímero de EVA torna-se uma estrutura completamente aleatória;

② Como o VA é um grupo polar, com o aumento do teor de VA, a polaridade do EVA torna-se maior, de modo que muitas de suas propriedades se alteram, como a resistência à tração, a resistência à deformação térmica, a resistência à corrosão química e outras propriedades diminuem, enquanto a permeabilidade, o coeficiente de atrito e a resistência à fissuração por tensão ambiental e outras propriedades melhoram.

02. Efeito da Distribuição do Peso Molecular no Desempenho do EVA

O EVA com ampla distribuição de massa molecular apresenta cadeias longas que se emaranham mais facilmente do que as cadeias curtas. Além disso, as moléculas de cadeia longa absorvem a maior parte da energia de deformação, exibindo uma resposta elástica superior. Consequentemente, o EVA com distribuição de massa molecular mais ampla apresenta alta viscosidade quando submetido a menor cisalhamento, o que dificulta seu escoamento. Na prática de processamento e produção, essa relação viscosidade/cisalhamento, resultante das diferentes distribuições de massa molecular, influencia a seleção da matéria-prima de EVA.

Além disso, quando o peso molecular do EVA aumenta, a resistência da solda térmica, a viscosidade da massa fundida, a deflexão, a rigidez, a resistência à fratura por tensão e outras propriedades do EVA são aprimoradas.

03. Influência do Grau de Ramificação das Cadeias Moleculares no Desempenho do EVA

Em comparação com as moléculas de EVA e PE, o EVA interrompe o estado de cristalização original devido à introdução de ramificações curtas compostas por grupos polares nas cadeias moleculares ramificadas. Isso faz com que o EVA tenda a apresentar um "efeito plastificante", aumentando a distância entre as cadeias moleculares do polímero e, consequentemente, reduzindo a cristalinidade. Dessa forma, o EVA torna-se mais macio e elástico que o PE. O impedimento estérico espacial causado pela formação do grupo CH3COO- na cadeia molecular do EVA faz com que a cristalinidade e a temperatura de transição vítrea sejam diferentes das do polietileno de baixa densidade (PEBD). A estabilidade térmica, o envelhecimento e outras propriedades físico-mecânicas do EVA também são afetadas.

Método de modificação do EVA

01. Preencher Modificado

O preenchimento é um método de modificação de polímeros simples e eficaz, que não só mantém as vantagens do próprio polímero, como também utiliza o efeito de mistura para corrigir defeitos, atingindo o objetivo de melhorar o desempenho geral do polímero. Atualmente, a modificação de EVA por preenchimento apresenta uma tendência voltada para a nanofuncionalização e a tecnologia de modificação da superfície do material de enchimento.

① O preenchimento de EVA com rochas hidrostáticas (LDHs) pode melhorar a resistência à flexão do EVA.

②O preenchimento do EVA com hidróxido de magnésio (Mg(OH)2) pode melhorar a estabilidade térmica do EVA, aumentar a resistência à tração e a fluidez do processamento.

③ A modificação do adesivo termofusível EVA com partículas de óxido férrico (Fe3O4) pode melhorar a adesão do adesivo termofusível e sua fluidez dentro de uma determinada faixa.

④ O NANO-SiO2 com uma fração de preenchimento volumétrico de 4% pode maximizar a resistência à tração de materiais compósitos de EVA/SiO2.

Os tipos de cargas aplicadas na modificação do EVA estão aumentando cada vez mais, mas ainda existem muitos problemas nessa modificação, como a melhoria da dispersão das cargas na matriz de EVA. A resolução dessas questões contribui para aprimorar ainda mais o desempenho do EVA.

02. Modificação da Mistura

A mistura e modificação do EVA podem otimizar a combinação das propriedades de diferentes polímeros, permitindo que o EVA adquira novas propriedades e melhore o desempenho em determinados aspectos. A mistura de EVA com outros polímeros de boa compatibilidade é um aspecto importante da pesquisa sobre modificação de EVA nos últimos anos.

① Quando 15% de EVA-g-MAH são adicionados ao sistema de mistura de EVA/copolímero de poliéster retardante de chama livre de halogênio (P-PET), sua compatibilidade, fluxo de processo e retardância à chama podem ser melhorados.

② No sistema de mistura EVA/polietileno de alta densidade (HDPE), quando o teor de HDPE é de 15%, as propriedades mecânicas das fibras fiadas e misturadas são as melhores.

③ No sistema de mistura EVA/NBR, a temperatura de decomposição térmica mais elevada pode ser obtida pela adição de diisobenzotride oxidado (DCP).

Com o desenvolvimento da terceira geração da tecnologia de ligas poliméricas, como a tecnologia de redes poliméricas interpenetradas e a tecnologia de vulcanização dinâmica,tecnologia de extrusão reativa, tecnologia de compósitos moleculares, etc., materiais de mistura de EVA com desempenho mais abrangente e aprimorado serão desenvolvidos para atender aos requisitos de diversas tecnologias de engenharia de materiais.

03. Outras Modificações

Além da pesquisa tradicional sobre o enchimento e a modificação da mistura de EVA, houve também um grande progresso na pesquisa sobre enxertia química e reticulação de EVA nos últimos anos, o que lançou uma boa base para o desenvolvimento de uma maior variedade de produtos de EVA.

① O peróxido de benzoíla (BPO) é usado como agente de reticulação para melhorar a taxa de recuperação da forma do material.

② O polímero EVA-g-PU foi obtido pelo método de enxertia por fusão, apresentando melhor resistência à tração e alongamento na ruptura do que as matérias-primas. Além disso, a adição de pré-polímeros de PU também pode melhorar efetivamente o desempenho de estabilidade térmica do EVA.