乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的研究进展
摘要:乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是一种通用高分子聚合物,EVA具有良好的耐水性,耐腐蚀性,防震性等特性,因此被应用于鞋料,薄膜等产品的生产。但是EVA易燃,需要进行改性才能达到阻燃的目的。本文简要介绍了EVA的生产技术,着重综述了EVA的应用及阻燃改性的研究进展。
关键词:乙烯-醋酸乙烯共聚物; 生产技术; 形状记忆功能;膨胀型阻燃剂
一、文献综述
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA),英文名称:Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer Resin,是继HDPE、LDPE、LLDPE之后的第四大乙烯系列共聚物。EVA中醋酸乙烯的质量分数一般在5%~40%,平均分子量:10000~30000。EVA是由乙烯和醋酸乙烯在一定的温度和高压下进行本体聚合而成,是由不同链长及链结构的聚合分子组成的一种聚合物。与聚乙烯相比,EVA由于分子链中引入了醋酸乙烯单体,提高了聚合物的支化度,从而降低了结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相容性和热密闭性,产品在较宽的温度范围内具有良好的柔软性、耐冲击强度、耐环境应力开裂性和良好的光学性能,耐低温及无毒的特性。因此,EVA具有更加广泛的用途,可用于生产发泡鞋材、薄膜、电线电缆、热熔胶和胶黏剂等产品[1]。但是EVA粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定浓度时,遇火星会爆炸。加热EVA还会分解产生易燃气体,所以需要对EVA进行阻燃改性[2]。
1. EVA生产技术
目前,国内外EVA生产工艺主要有四种:高压法连续本体聚合、中压悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。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聚合工艺[3]。
高压法连续本体聚合工艺是在1960年由美国杜邦公司首先采用。高压法连续本体聚合工艺通常采用高压管式反应器或釜式反应器,工艺原理类似于LDPE生产工艺。管式聚合的典型工艺有BASF管式工艺、俄罗斯管式工艺、Lmhausem/Ruhrchemie管式工艺、住友化学管式工艺和VEBleuna-Werke管式工艺等。管式聚合工艺可生产醋酸乙烯质量分数低于30%的EVA,醋酸乙烯的单程转化率为25%~35%。釜式聚合的典型工艺有DuPont、USI釜式工艺等,可生产醋酸乙烯质量分数低于40%的EVA,醋酸乙烯的单程转化率约为10%~20%[4]。
中国石化燕山分公司通过装置和技术改进,利用现有LDPE管式工艺装置,成功生产出高醋酸乙烯含量的EVA产品。国外厂商同样选用改进型LDPE装置兼产EVA产品,在高压装置上将茂金属催化剂用于EVA生产,取得了相当可观的经济效益[5]。
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