Tutoriel de modification d'EVA

Le copolymère d'éthylène-acétate de vinyle, ou EVA, est un plastique composé de monomères de vinyle cristallins non polaires et de monomères d'acétate de vinyle (VA) non cristallins. L'EVA présente une flexibilité, une ténacité, une résistance à la fissuration sous contrainte, une transparence et une compatibilité avec les charges supérieures à celles du polyéthylène (PE). L'EVA peut être transformé en divers produits par des procédés de moulage tels que l'extrusion.

Grâce à la technologie de modification des mélanges, les performances de l'EVA peuvent être considérablement améliorées, et son champ d'application élargi. Afin de permettre à tous de comprendre le mélange et la modification de l'EVA, nous avons rassemblé des documents à ce sujet.

Facteurs influençant les performances de l'EVA.

01. Effet de la teneur en VA sur les performances de l'EVA

L'impact de la teneur en VA sur les performances de l'EVA se reflète principalement sous deux aspects.

① Les groupes latéraux Va détruisent la région cristalline formée par le segment de chaîne de polyéthylène ; avec l'augmentation de la teneur en VA, la cristallinité de l'EVA diminue progressivement ; lorsque la teneur en VA continue d'augmenter jusqu'à 40 à 50 %, le copolymère EVA devient une structure complètement aléatoire ;

② Étant donné que le VA est un groupe polaire, avec l'augmentation de la teneur en VA, la polarité de l'EVA devient plus grande, de sorte que bon nombre de ses propriétés ont changé, telles que la résistance à la traction, la résistance à la déformation thermique, la résistance à la corrosion chimique et d'autres propriétés ont diminué, tandis que le coefficient de frottement de perméabilité, la résistance à la fissuration sous contrainte environnementale et d'autres propriétés se sont améliorées.

02. Effet de la distribution du poids moléculaire sur les performances de l'EVA

L'EVA à large distribution de masses moléculaires présente des chaînes longues qui s'enchevêtrent plus facilement que les chaînes courtes. Ces molécules à longues chaînes absorbent davantage l'énergie de déformation et présentent une meilleure élasticité. Par conséquent, un EVA à large distribution de masses moléculaires possède une viscosité élevée sous faible contrainte de cisaillement, ce qui le rend difficile à écouler, mais plus fluide. Lors de la transformation et de la production, cette relation viscosité/cisaillement, liée aux différentes distributions de masses moléculaires, influence le choix des matières premières EVA.

De plus, lorsque le poids moléculaire de l'EVA augmente, la résistance à la soudure thermique, la viscosité à l'état fondu, la déflexion, la rigidité, la résistance à la rupture sous contrainte, etc. de l'EVA sont améliorées.

03. Influence du degré de ramification des chaînes moléculaires sur les performances de l'EVA

Comparativement aux molécules d'EVA et de PE, l'EVA perturbe l'état de cristallisation initial en raison de l'introduction de courtes ramifications composées de groupes polaires dans les chaînes moléculaires ramifiées. Il en résulte un « effet plastifiant » de l'EVA, qui augmente la distance entre les chaînes moléculaires du polymère, réduisant ainsi sa cristallinité et le rendant plus souple et plus élastique que le PE. L'encombrement stérique dû à la formation du groupe CH₃COO⁻ sur la chaîne moléculaire de l'EVA explique les différences de cristallinité et de température de vitrification observées par rapport au polyéthylène basse densité (PEBD). La stabilité thermique, le vieillissement et d'autres propriétés physico-mécaniques de l'EVA sont également affectés.

Méthode de modification de l'EVA

01. Remplissage modifié

Le remplissage est une méthode de modification des polymères simple et efficace, qui permet non seulement de préserver les avantages du polymère lui-même, mais aussi d'exploiter l'effet de mélange pour corriger ses défauts, afin d'améliorer ses performances globales. Actuellement, la modification du polymère EVA par remplissage s'oriente vers la nanofonctionnalisation et la modification de surface par la charge.

① Remplir l'EVA avec des roches hydrotal (LDH) peut améliorer la résistance à la flexion de l'EVA.

②Le remplissage de l'EVA avec de l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)2) peut améliorer la stabilité thermique de l'EVA, améliorer la résistance à la traction et la fluidité de traitement.

③ La modification de l'adhésif thermofusible EVA avec des particules d'oxyde ferrique (Fe3O4) peut améliorer l'adhérence de l'adhésif thermofusible et améliorer sa fluidité de fusion dans une certaine plage.

④ Le NANO-SiO2 avec une fraction de remplissage volumétrique de 4 % peut maximiser la résistance à la traction des matériaux composites EVA/SiO2.

Les types de charges utilisées pour la modification de l'EVA sont de plus en plus nombreux, mais il subsiste encore de nombreux problèmes liés à cette modification, notamment l'amélioration de la dispersion des charges dans la matrice EVA. La résolution de ces problèmes contribue à améliorer encore les performances de l'EVA.

02. Modification du mélange

Le mélange et la modification de l'EVA permettent d'optimiser la combinaison des propriétés de différents polymères, conférant ainsi à l'EVA de nouvelles propriétés et améliorant ses performances sous certains aspects. Le mélange de l'EVA avec d'autres polymères présentant une bonne compatibilité constitue un axe de recherche important en matière de modification de l'EVA ces dernières années.

① Lorsque 15 % d'EVA-g-MAH sont ajoutés au système de mélange EVA/polyester copolymère ignifuge sans halogène (P-PET), sa compatibilité, son flux de processus et son ignifuge peuvent être améliorés.

② Dans le système de mélange EVA/polyéthylène haute densité (PEHD), lorsque la teneur en PEHD est de 15 %, les propriétés mécaniques des fibres filées et mélangées sont les meilleures.

③ Dans le système de mélange EVA/NBR, la température de décomposition thermique la plus élevée peut être obtenue en ajoutant du diisobenzotride oxydé (DCP).

Avec le développement de la troisième génération de technologies d'alliages polymères, telles que la technologie des réseaux polymères interpénétrés et la technologie de vulcanisation dynamique,technologie d'extrusion par réaction, la technologie des composites moléculaires, etc., des matériaux de mélange EVA aux performances globales plus nombreuses et meilleures seront développés pour répondre aux exigences des différentes technologies d'ingénierie des matériaux.

03. Autres modifications

Outre les recherches traditionnelles sur la modification du remplissage et du mélange de l'EVA, des progrès importants ont également été réalisés ces dernières années dans la recherche sur le greffage chimique et la réticulation de l'EVA, ce qui a jeté les bases du développement d'une plus grande variété de produits en EVA.

① Le peroxyde de benzoyle (BPO) est utilisé comme agent de réticulation pour améliorer le taux de récupération de forme du matériau.

② Le polymère EVA-g-PU a été obtenu par greffage à l'état fondu, ce qui lui confère une résistance à la traction et un allongement à la rupture supérieurs à ceux des matières premières. L'ajout de prépolymères PU améliore également la stabilité thermique de l'EVA.