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EVA材料知识大全

EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的英文简称,是由无极性、结晶性的乙烯单体与强极性、非结晶性的醋酸乙烯酯单体(又称VA)组成的无规共聚物。

它是在1928年由美国科学家H.F.马克用低压法**合成,后来在1938年英国ICI化学工业公司发表了高压聚合法制造EVA的专利,再到60年代初美国杜邦公司开始有工业产品。

发展到如今,其应用产品已渗透了人们生活的方方面面,如鞋材、薄膜、电线电缆、玩具、热熔胶、涂料等等。

下面,我们将从EVA的合成工艺、结构性能、加工成型、应用领域以及生产厂家五个方面来阐述EVA材料的相关知识!


一、合成工艺


乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯(VA)含量范围可以很广,为5%~95%,不同含量有不同性能表现,因此严格来说有不同细分,如下图:


                                      图 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的细分


而通常说的EVA产品是指EVA树脂,VA含量一般为5%~40%,大多数EVA生产厂家也都是做这种,因此以下讨论的EVA均是EVA树脂。



关于EVA的合成工艺,经过50多年的发展,目前,国内外成熟的EVA生产技术主要有四种:高压连续本体聚合法、中压悬浮聚合法、溶液聚合法及乳液聚合法。其中,溶液聚合和乳液聚合工艺应用较少,大多数企业采用高压连续本体法聚合工艺。


高压连续本体法聚合工艺又通常采用高压釜式反应器或管式反应器,工艺原理类似于低密度聚乙烯(LDPE)的生产工艺。

  • 釜式法的典型工艺有杜邦、USI和Lyondell Basell(原Equistar)工艺,可生产VA含量小于40%的EVA树脂,单程转化率为10%~20%;

  • 管式法的典型工艺有Basf、Imhausem/Ruhrchemie、Basell公司的Lupotech工艺等,一般生产VA含量小于30%的EVA树脂,单程转化率为25%~35%。


由于EVA在高压、高温下的聚合反应机理与LDPE基本相同,因此,采用高压釜反应器和管式反应器生产的EVA产品之间的差别类似于用这两种工艺生产的LDPE的差别。



二、结构性能

EVA与PE相比,由于在分子链上引入了醋酸乙烯单体,从而降低了结晶度,提高了柔韧性,耐冲击性,提高了填料混入性和热密封性,一般密度介于0.91~0.93,透明性和光泽性好。


EVA树脂的性能主要取决于共聚物中醋酸乙烯酯含量(VA含量)和熔体流动速率(MFI)。在MFI为恒定值的条件下,当VA%增加时,各种性能的变化如下:



在VA%含量恒定的条件下,MFI值的增加对性能的影响如下:


EVA产品在较宽的温度范围内具有良好的柔软性、耐低温性、耐冲击强度、耐环境应力开裂性、良好的光学、透气性好、力学性能一般、绝缘性能差。


三、EVA加工成型

EVA属于热塑性聚合物,因此可用于注塑、挤塑、吹塑、压延、滚塑真空热成型、发泡、涂覆、热封、焊接等加工成型工艺。

EVA成型加工温度低(160-200℃),范围较宽,其模温低(20-45℃),该料在加工前要进行干燥(干燥温度65℃)。EVA加工时模温、料温不易过高,否则表面比较粗糙(不光滑)。

EVA产品易粘前模,水口主流道冷料穴处要做成拉扣式较好。温度超过250℃易分解。EVA宜采用“低温、中压、中速”的工艺条件加工产品。


四、应用领域

EVA的应用产品已渗透了人们生活的方方面面,如鞋材、薄膜、电线电缆、玩具、热熔胶、涂料等等。

1. 鞋材

鞋材是我国EVA树脂*主要的应用领域。在鞋材使用的EVA树脂中,醋酸乙烯含量一般在15%~22%。

由于树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能,因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中;另外,这种材料还用于隔音板、体操垫和密封材领域。


2. EVA薄膜

EVA薄膜的主要用途是生产功能性棚膜。功能性棚膜具有较高的耐候、防雾滴和保温性能,由于聚乙烯不具有极性,即使添加一定量的防雾滴剂,其防雾滴性能也只能维持2个月左右;而添加一定量EVA树脂制成的棚膜,不仅具有较高的透光率,而且防雾滴性能也有较大提高,一般可超过4个月。另外,EVA还可用于生产包装膜、医用膜、层压膜、铸造膜等。


3. 电线电缆

随着计算机及网络工程的不断发展,出于对机房安全的考虑,人们越来越多地使用无卤阻燃电缆和硅烷交联电缆。由于EVA树脂具有良好的填料包容性和可交联性,因此在无卤阻燃电缆、半导体屏蔽电缆和二步法硅烷交联电缆中使用较多。另外,EVA树脂还被应用于制作一些特殊电缆的护套。在电线电缆中使用的EVA树脂,醋酸乙烯含量一般在12%一24%。


4. 玩具

EVA树脂在玩具中也有较多应用,如童车轮、座垫等。近年来,我国玩具加工业发展迅速,生产多集中于沿海的东莞、深圳、汕头等地,主要以出口和对外加工为主。


5. 热熔胶

以EVA树脂为主要成分的热熔胶,由于不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,近年来广泛取代传统的苯基胶水,因此被广泛应用于书籍无线装订、家具封边、汽车和家用电器的装配、制鞋、地毯涂层和金属的防腐涂层上。热熔胶主要使用醋酸乙烯含量在25%一40%的品种。国内虽有此牌号的产品,但长期未安排生产,因此全部被进口料所占有。


6. 光伏行业

目前太阳能电池行业中,EVA用于晶硅电池中电池片与表面光伏玻璃和电池背板的粘接。因为EVA胶膜具有良好的柔韧性、光学透明性及热密封性,所以成了光伏封装材料的**。

伴随着中国光伏市场的快速发展,EVA太阳能电池封装胶膜市场也得到了快速增长,许多企业纷纷投入和进入这一市场,但盲目的进入导致产能过剩和价格竞争,因此出现了*火热的太阳能反倾销。


7. 涂覆

涂覆料主要应用于PET膜及BOPP膜的涂覆层,借助于EVA的透明性、粘接性,用于诸如照片的速封、服装袋的封口等等用途。目前国内生产能力不足,燕山石化曾经研发过此款料子,但市场接受程度不及预期。


五、生产厂家

根据*新调研资料显示,目前中国EVA市场进口来源地主要为台湾、韩国、日本、美国、新加坡、泰国等地,国内自给能力有限,70%货源长期依靠进口。


因此我们整理了国内外EVA生产厂家名单如下,其中排名不论先后:

1. 国外厂家

美国杜邦

美国陶氏

美国埃克森美孚

日本东曹

日本三井化学

日本住友化学

日本尤尼卡

法国阿托芬纳

加拿大AT

韩国LG

新加坡聚烯烃

韩国三星道达尔

韩国韩华

韩国湖南

泰国石化TPI

意大利埃尼化学


2. 国内厂家

扬子巴斯夫

燕山石化

联鸿集团昊达化学

盛虹集团斯尔邦石化

北京有机厂

北京华美(中石化与杜邦合资)

台湾台塑

台湾台聚

台湾亚聚


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