一、EVA简介
EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)是由无极性、结晶性的乙烯单体(ET)与强极性、非结晶性的醋酸乙烯酯单体(VA)通过高压本体聚合工艺形成的高分子化合物。
EVA属于乙烯类产品,分子中的VA基团具有耐氧化、抗化学腐蚀的性质,因此EVA材料整体化学性质稳定,在一定程度上耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀,具有使用寿命长,抗菌、无毒、无味、无污染等特点,属环境友好型材料。
EVA的分子链中引入了醋酸乙烯单体,降低了结晶度,提高了弹性、柔韧性、抗冲击性、填料相溶性、热密封性、透明性等性能,一般密度介于0.91-0.93,透明性和光泽性好。在鞋材方面,EVA材料优于其他乙烯类产品。
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。在鞋材上应用主要是作为鞋中底发泡材料,具有以下功能:
- 减震:具备较高减震功能,放在脚后跟受冲击的区域,减少运动过程中因脚部着地冲击地面来的运动损伤
- 反弹:具有高回弹性能,放在鞋前掌的区域,增加运动过程中弹跳的高度和着力部位的舒适度
- 轻量:比重轻,可减少整鞋重量,减少运动能量消耗
- 耐久舒适:耐压缩,提供长时间的支撑作用,延长中底的使用寿命
二、EVA生产工艺
目前国内外大多数企业采用高压连续本体法聚合工艺生产EVA树脂。根据所采用反应器的不同,通常可分为管式法和釜式法,管式法使用不带搅拌器的管式反应器,釜式法使用带搅拌器的高压釜式反应器。
EVA工艺流程图
釜式法的典型工艺有杜邦、USI和Lyondell Basell(原Equistar)工艺,在生产高VA含量牌号如光伏、热熔胶等产品时较有优势,主要用于高端牌号产品的生产,其单程转化率为10%-20%。
管式法的典型工艺有Basf、Imhausem/Ruhrchemie、Basell公司的Lupotech工艺等,主要用于大宗低VA含量EVA产品的生产,如发泡料、电缆料等,其单程转化率为25%-35%。
国内EVA树脂工艺
三、EVA鞋材发泡工艺
EVA发泡配方一般由以下几种原料构成:主料、填充剂、发泡剂、架桥剂、发泡促进剂、润滑剂。
EVA发泡主要原料介绍
在鞋材方面,EVA发泡工艺一般来说有四种:传统平板大发泡、模内小发泡、注射交联发泡以及近几年十分热门的超临界发泡。
1. 传统平板大发泡
目前小型工厂普遍采用这种工艺,机器设备成本相对较低。这种工艺做出来的板材通过冲裁、磨边等流程做成产品。发泡条件比较固定,温度在160-170℃,时间由模具厚度决定,一般90-110秒/MM,压力150KG/cm²。
2. 模内小发泡
模内小发泡又叫模压发泡,是将按配方炼好的造粒,称重后放入开好模具内,发泡出来就是鞋子的大体样子。该工艺在细节上的呈现质量更高,尺寸精确度较高,但生产效率低,边角料多。
该工艺分为一次发泡和二次发泡,EVA二次发泡具有较好的尺寸稳定性和优秀的可变性,可根据每款球鞋设计的需要而将形状塑造成各种不同的样式。
二次发泡流程
模内小发泡工艺的难点是模具和配方的对称,否则很难同时控制倍率和硬度,往往会出现尺寸合格了硬度不够,硬度够了尺寸偏小的矛盾现象。温度、时间、压力等工艺条件对材料的性能也有很大影响。
3. 注射交联发泡
注射交联发泡是目前鞋材加工大厂制备EVA鞋中底的主流工艺,其原理类似于注塑,区别在于开模时间和模温。该工艺和模内小发泡相比,具有生产效率高、基本无边角料等显著优点,可大幅降低制造成本,让产品设计更多样化及功能化。
EVA注射交联发泡工艺流程
高温模具需静置一段时间,避免打开模具时EVA中底跳出。由于模具体积比实际中底小得多,中底释放时快速膨胀至较大尺寸后,冷却过程中可能会收缩。因此,注射法处理伸缩的过程较压模法更为复杂。
4. 超临界发泡
超临界流体发泡技术常见的有片材发泡和珠粒发泡,其中片材发泡多用模压工艺,珠粒发泡多用釜式工艺。它们都具有以下相通点:
- 充分利用了超临界CO2在聚合物中的较快的扩散速率和较大的溶解度。
- 发泡时聚合物处于半固态,熔融区使得泡孔可以生长,而未熔融区则提供了熔体强度,维持了泡孔结构。
- 极快速泄压,诱导形成极高的成核速率,确保形成具有微纳米尺寸、高孔密度的泡孔结构。
超临界片材发泡模压工艺
两种工艺进行对比:
四、EVA鞋材厂商
EVA在鞋材方面用得比较多的牌号种类有18%(VA含量)、21%、26%、33%、40%,其中26%、33%的应用最多。
国外相关的生产厂商有美国杜邦、韩国LG、日本三井、韩国三星道达尔、泰国石化、新加坡聚烯烃,国内有台塑、扬子-巴斯夫、台聚、台湾亚聚、燕山石化、联鸿、盛虹等等。
来源:艾邦弹性体网综合整理
原文始发于微信公众号(艾邦弹性体网):EVA材料简介及鞋材发泡应用
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