คู่มือการปรับแต่ง EVA

เอทิลีน-ไวนิลอะซิเตตโคพอลิเมอร์ หรือเรียกย่อว่า EVA เป็นพลาสติกที่ประกอบด้วยโมโนเมอร์ไวนิลที่เป็นผลึกและไม่มีขั้ว กับโมโนเมอร์ไวนิลอะซิเตต (VA) ที่ไม่มีผลึก EVA มีความยืดหยุ่น ความเหนียว ความต้านทานต่อการแตกร้าว ความโปร่งใส และความเข้ากันได้กับสารเติมแต่งดีกว่าโพลีเอทิลีน (PE) EVA สามารถนำไปผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้หลากหลายผ่านกระบวนการขึ้นรูป เช่น การอัดรีด

ด้วยเทคโนโลยีการปรับปรุงส่วนผสม ประสิทธิภาพของ EVA สามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมีประสิทธิผล และขอบเขตและความสามารถในการปรับตัวของการใช้งานก็สามารถขยายออกไปได้ เพื่อให้ทุกคนเข้าใจเกี่ยวกับการผสมและการปรับปรุง EVA ผู้เขียนจึงได้รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องมาให้ทุกคนได้อ่าน

ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของ EVA

01. ผลกระทบของปริมาณ VA ต่อประสิทธิภาพของ EVA

ผลกระทบของเนื้อหา VA ต่อประสิทธิภาพของ EVA นั้นสะท้อนให้เห็นได้หลักๆ ในสองด้าน

① หมู่ข้างเคียง Va ทำลายบริเวณผลึกที่เกิดจากส่วนของโซ่โพลีเอทิลีน เมื่อปริมาณ VA เพิ่มขึ้น ความเป็นผลึกของ EVA จะค่อยๆ ลดลง เมื่อปริมาณ VA เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึง 40% ถึง 50% โคพอลิเมอร์ EVA จะกลายเป็นโครงสร้างแบบสุ่มโดยสมบูรณ์

② เนื่องจาก VA เป็นกลุ่มที่มีขั้ว เมื่อปริมาณ VA เพิ่มขึ้น ความเป็นขั้วของ EVA ก็จะมากขึ้น ส่งผลให้คุณสมบัติหลายอย่างเปลี่ยนแปลงไป เช่น ความแข็งแรงดึง ความต้านทานต่อการเสียรูปจากความร้อน ความต้านทานต่อการกัดกร่อนทางเคมี และคุณสมบัติอื่นๆ ลดลง ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานการซึมผ่าน ความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเค้นทางสิ่งแวดล้อม และคุณสมบัติอื่นๆ ดีขึ้น

02. ผลกระทบของการกระจายน้ำหนักโมเลกุลต่อประสิทธิภาพของ EVA

EVA มีการกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุลที่กว้าง โซ่ยาวจะพันกันได้ง่ายกว่าโซ่สั้น และโมเลกุลโซ่ยาวสามารถดูดซับพลังงานการเสียรูปได้มากที่สุดและแสดงการตอบสนองแบบยืดหยุ่นได้สูงกว่า ดังนั้น EVA ที่มีการกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุลกว้างจึงมีความหนืดสูงเมื่อได้รับแรงเฉือนน้อย ซึ่งทำให้ไหลได้ยาก แต่ก็ไหลได้ง่ายกว่า ในกระบวนการผลิตจริง ความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดและแรงเฉือนที่เกิดจากการกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกันนี้จะมีผลต่อการเลือกวัตถุดิบ EVA

นอกจากนี้ เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของ EVA เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงในการเชื่อมด้วยความร้อน ความหนืดของวัสดุหลอมเหลว การโก่งตัว ความแข็งแง ความต้านทานต่อการแตกหักจากความเค้น และอื่นๆ ของ EVA ก็จะดีขึ้นด้วย

03. ความจริงของระดับการแตกแขนงของโซ่โมเลกุลที่มีผลต่อประสิทธิภาพของ EVA

เมื่อเปรียบเทียบกับโมเลกุลของ EVA และ PE แล้ว EVA จะรบกวนสถานะการตกผลึกดั้งเดิมเนื่องจากการเพิ่มกิ่งสั้นๆ ที่ประกอบด้วยกลุ่มขั้วในสายโซ่กิ่งของโมเลกุล ทำให้ EVA มีแนวโน้มที่จะเกิด "ผลกระทบจากการทำให้เป็นพลาสติก" โดยเพิ่มระยะห่างระหว่างสายโซ่โมเลกุลของพอลิเมอร์ ซึ่งจะลดความเป็นผลึกของพอลิเมอร์ ทำให้ EVA นุ่มและยืดหยุ่นกว่า PE นอกจากนี้ การกีดขวางเชิงพื้นที่จากการก่อตัวของกลุ่ม CH3COO บนสายโซ่โมเลกุลของ EVA ทำให้ความเป็นผลึกและอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วแตกต่างจากโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) ความเสถียรทางความร้อน การเสื่อมสภาพ และคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลอื่นๆ ของ EVA ก็ได้รับผลกระทบเช่นกัน

วิธีการดัดแปลง EVA

01. กรอกแบบฟอร์มที่แก้ไขแล้ว

การเติมสารตัวเติมเป็นวิธีการดัดแปลงพอลิเมอร์ที่ง่ายและมีประสิทธิภาพ ซึ่งไม่เพียงแต่รักษาคุณสมบัติที่ดีของพอลิเมอร์ไว้ได้เท่านั้น แต่ยังใช้ผลของการผสมเพื่อปรับปรุงข้อบกพร่อง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของพอลิเมอร์ ปัจจุบัน การดัดแปลง EVA ด้วยการเติมสารตัวเติมมีแนวโน้มไปสู่เทคโนโลยีการเติมสารตัวเติมระดับนาโนและการปรับปรุงพื้นผิวของสารตัวเติม

① การเติมหินไฮโดรทัล (LDHs) ลงใน EVA สามารถช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการดัดงอของ EVA ได้

②การเติมแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (Mg(OH)2) ลงใน EVA สามารถช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนของ EVA ปรับปรุงความแข็งแรงดึง และความลื่นไหลในการขึ้นรูปได้

③ การปรับปรุงกาวร้อนละลาย EVA ด้วยอนุภาคเฟอร์ริกออกไซด์ (Fe3O4) สามารถปรับปรุงการยึดเกาะของกาวร้อนละลายและปรับปรุงความลื่นไหลในการหลอมเหลวได้ภายในขอบเขตที่กำหนด

④ นาโนซิลิกา (NANO-SiO2) ที่มีสัดส่วนการเติมเชิงปริมาตร 4% สามารถเพิ่มความแข็งแรงดึงสูงสุดของวัสดุคอมโพสิต EVA/SiO2 ได้

ชนิดของสารเติมแต่งที่ใช้ในการปรับปรุงคุณสมบัติของ EVA มีจำนวนเพิ่มมากขึ้น แต่ก็ยังมีปัญหาหลายอย่างในการปรับปรุงคุณสมบัติของสารเติมแต่ง เช่น วิธีการปรับปรุงการกระจายตัวของสารเติมแต่งในเมทริกซ์ EVA เป็นต้น การแก้ไขปัญหาเหล่านี้จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของ EVA ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก

02. การปรับแต่งการผสมผสาน

การผสมและการดัดแปลง EVA สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผสมผสานคุณสมบัติของพอลิเมอร์ต่างๆ ทำให้ EVA สามารถมีคุณสมบัติใหม่ๆ และปรับปรุงประสิทธิภาพในด้านใดด้านหนึ่งได้ การผสม EVA กับพอลิเมอร์อื่นๆ ที่เข้ากันได้ดีเป็นประเด็นสำคัญในการวิจัยการดัดแปลง EVA ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

① เมื่อเติม EVA-g-MAH 15% ลงในระบบผสม EVA/โคพอลิเอสเตอร์หน่วงไฟปราศจากฮาโลเจน (P-PET) จะสามารถปรับปรุงความเข้ากันได้ การไหลของกระบวนการ และคุณสมบัติการหน่วงไฟได้

② ในระบบการผสม EVA กับโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) เมื่อปริมาณ HDPE อยู่ที่ 15% คุณสมบัติทางกลของเส้นใยที่ปั่นและผสมแล้วจะดีที่สุด

③ ในระบบผสม EVA/NBR อุณหภูมิการสลายตัวทางความร้อนสูงสุดสามารถทำได้โดยการเติมไดไอโซเบนโซไตรด์ออกซิไดซ์ (DCP)

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีโลหะผสมพอลิเมอร์รุ่นที่สาม เช่น เทคโนโลยีเครือข่ายพอลิเมอร์แทรกซึม และเทคโนโลยีการวัลคาไนซ์แบบไดนามิกเทคโนโลยีการอัดรีดปฏิกิริยาด้วยเทคโนโลยีวัสดุผสมระดับโมเลกุล เป็นต้น จะมีการพัฒนาวัสดุผสม EVA ที่มีประสิทธิภาพโดยรวมดียิ่งขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการของเทคโนโลยีทางวิศวกรรมต่างๆ ในด้านวัสดุ

03. การปรับเปลี่ยนอื่นๆ

นอกเหนือจากการวิจัยแบบดั้งเดิมเกี่ยวกับการเติมและการปรับปรุงการผสมของ EVA แล้ว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมายังมีความก้าวหน้าอย่างมากในการวิจัยเกี่ยวกับการเชื่อมต่อทางเคมีและการเชื่อมโยงข้ามของ EVA ซึ่งได้วางรากฐานที่ดีสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ EVA ที่หลากหลายยิ่งขึ้น

① เบนโซอิลเปอร์ออกไซด์ (BPO) ใช้เป็นสารเชื่อมโยงเพื่อเพิ่มอัตราการคืนรูปของวัสดุ

② พอลิเมอร์ EVA-g-PU ได้รับจากการสังเคราะห์ด้วยวิธีการเชื่อมต่อแบบหลอมเหลว ซึ่งให้ความแข็งแรงดึงและค่าการยืดตัวก่อนขาดที่ดีกว่าวัตถุดิบตั้งต้น และการเติมพรีพอลิเมอร์ PU ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพความเสถียรทางความร้อนของ EVA ได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย