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EVA材料认识【完整版】

时间:2022-05-26 17:51:20 浏览量:

下面是小编为大家整理的EVA材料认识【完整版】,供大家参考。

EVA材料认识【完整版】

 

 材料认识 ①. EVA (1) 化学成分:乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate)共聚物,是乙烯-醋酸乙烯酯(VA%)的二元、无规则、初级共聚物。所有乙烯基础的化合物都能跟它良好的相容,属于热塑性塑料,密度大多在 0.94 g/cm 3 左右。

 (2) 特点:运动鞋中底最广泛使用的材料,常用的规格是 VA%在 18%到 40%之间,发泡后刚好在 55~60 Asker C 的硬度,适合人体脚掌。

 (3) 优点:

 i. 可合贴,可二次成型,流动性 MI=2.5~7.0 的适合做射出成型,MI=1.0~2.5 的适合做平板发泡与模压。

 ii. 便宜。每公斤 USD$1.6-USD$2.0,货源容易取得。

 iii. 可以用发泡倍率控制物性,可以用不同 VA%含量控制软硬度,VA%含量越高的越贵。

 iv. 容易使用色粒着色,它也可以做为色粒、POE、耐磨剂、甚至发泡剂与架桥剂的载体材料,做成复合材料(master-batch)商品。

 v. 加工温度不高,加工设备成本低廉,工艺复杂度适中,普通人经过简单训练即可操作,投资回收快。

 vi. 可使用过氧化物架桥,AC 发泡剂发泡。也可以做成薄膜、热嫆胶。

 vii. 运送、存放、加工都没有毒性,操作危险性有限。

 (4) 缺点:

 i. 发泡材料有后收缩问题,尺寸安定性相对较差。

 ii. 不耐磨,无法做为大底。撕裂强度差,压缩歪不好。

 iii. 回收成本高昂,碳排放量有环保疑虑,无法做为绿色产业,不阻燃。

 iv. 工艺上很耗人工,无法做模流分析,自动化程度有限。

 (5) 影响因素:

 i. 计入主胶 PHR,可参与发泡与架桥反应。EVA 占主胶的比例越高,发泡成型后的抗收缩能力越差。

 ii. 用 VA18%~21%的 EVA 即可达到 Nike、Adidas 普通中底需要。所有运动鞋中底、缓冲垫产品的泛用型基础材料。

 iii. EVA 中底经足够热定型烘箱,尺寸安定性可以稳定在 1.5%以内。

 iv. 维持合贴强度上,至少必须使用 VA18%以上的 EVA。

 ②. POE (1) 化学成分:

 聚烯烃 (Poly Olefin)。乙烯-1-辛烯(Ethylene/octene copolymer)无规则二元共聚物,例如陶氏(Dow) Engage,是两个碳与八个碳的共聚物。乙烯-1-丁烯(Ethylene/butene copolymer)共聚物,如三井 Tafmer,是两个碳与四个碳的共聚物。结构上类似 EVA,第一单体都是乙烯,第二单体不同。(还有 6 个 C 的二元聚合物,来自 Exxonmobile)

 (2) 特点:

 i. 可以修饰 EVA 的物性,广泛的被 Nike、Adidas 所接受。

 ii. 密度比 EVA 低,从 0.863 g/cm 3 到 0.902 g/cm 3 ,因此起到轻量化作用,MI 值从 0.5 到 30 不等,流动性符合 EVA 制程需要。

 iii. 辛烯含量从 9%到 28%。辛烯含量越多,硬度越软,密度越低,代表岔炼越多,弹性越好,熔点越低,回弹性越好,但成本也越贵,也称作弹性体 (Elastomer),加工上完全跟 EVA 类似。

 iv. 同密度下有四个碳的 Tafmer 跟八个碳的 Engage 可选择,各方面差异不大,四个碳的 POE 有节省成本的效果。(四个 C 的 Tafmer 比八个 C 的 Engage 拉力撕裂较差) (3) 优点:

 i. 跟 EVA 有极佳的兼容,最佳伴侣。因此 Dow 公司取名 Engage。

 ii. 增韧效果佳,因此三井取名 Tafmer,可以修饰 EVA 的物性。

 iii. 密度越高(越硬)的 POE 加入,对压缩歪、抗收缩表现越好,例如,以 Engage 8480 取代 20phr 的 EVA7360,比纯 EVA 表现好很多。

 iv. 增加回弹性。因为辛烯含量越多,弹性越好,例如,Engage8150。

 v. 增加流动性,降低硬度。例如,Engage 8200,MI=5.0,比很多VA%18%-21%的 EVA 流动性 MI=2.5 以内的还要好。

 vi. 比重轻。因为相同的密度下,POE 总是比 EVA 比重要轻。

 vii. 熟成快。例如,达到同样的硫化效果,以 Engage 8003 取代 20%的 VA18% EVA (例如台塑 EVA7350M),所需的过氧化物少一点,也就是制程意义是可以取得额外的回转数,减少熟成时间 viii. 抗收缩能力提升。例如,以 Engage 8003 部分取代 VA26%的EVA7470%,以其 USD$2.0/kg 的成本,只比 USD$1.8/kg 的 EVA贵一点,后收缩可降至 1.5%以内,达到 Adidas 的中底物性要求。

 (4) 影响因素:

 i. 计入主胶,参与发泡架桥反应。对合贴有影响。极性不像醋酸乙烯酯强,在配方中有 20phr 上限,除非是免合贴的拖鞋或护具。

 ③. EPDM ( 三元乙丙橡胶) (1) 化学成分:

 乙烯-丙烯-降冰片烯。乙烯(45%~70%)、丙烯(30%~40%)和双烯第三单体(1%~3%)形成的三元无规共聚物。第三单体通常为 2-亚乙基降冰片烯。

 (2) 特点:

 i. 弹性好,对压缩、回弹性的补强非常明显。

 ii. 橡胶手感。

 iii. 跟 EVA 制程可完全兼容,容易加工。

 iv. EVA 中底上最常使用的牌号为陶氏 EPDM3745P,粒状。

 v. 跟橡胶与 EVA 均有很好的兼容,一般橡胶无法跟 EVA 共混。

 (3) 优点:

 i. POE 有些物性也可以增强 EVA,但 EPDM 的独特性在 POE 中无完全可取代的,因为三元跟二元共聚物完全不同。

 ii. 耐候性强,可用做鞋材、电线电缆、汽车塑料。

 iii. 历史悠久,在 POE 尚未大量应用前已经被广泛使用。

 (4) 缺点:

 i. 极性不高,对合贴有影响,抗收缩也不太好。

 ii. 成本较贵。

 iii. 黏度较高,流动性不高。

 iv. 很多 EPDM 牌号为块状,必须使用切胶机,只有部分规格是粒状。

 (5) 影响因素:

 i. 对合贴有影响,使用上限在 15phr 以内。

 ii. 计入主胶,参与发泡、架桥反应,必须比 EVA 适度增加架桥剂。

 iii. 宜使用 EVA/POE/EPDM 的架构。

 ④. Infuse (1) 化学成份:

 i. 一样是乙烯-辛烯共聚物,但是有规则排列,故抗收缩特佳。

 ii. 又称作嵌段共聚物 OBC (Olefin Block Co-polymer)。

 (2) 特性:

 i. 目前只有陶氏公司(Dow)有提供。

 ii. 在 POE 发展多年后,EVA/POE 架构所提供的物性仍无法满足高端运动鞋物性需要。市场上获广泛使用的 Engage 牌号只有几支,许

 多牌号很少用。嵌段共聚物的牌号较少,由常用 POE 的密度、流动性下,发展出 OBC 牌号,熔点都在 120℃。

 iii. Infuse9107 压缩歪较好;Infuse9817 的抗收缩较好,第二单体最多。Infuse9507 则介于中间。

 (3) 优点:

 i. 抗收缩性。分子结构有规则,做到了 Engage 达不到的抗收缩性。

 ii. 低压缩歪。能够把压缩歪降到 30%的水平,回复性佳。

 iii. 承袭 Engage 的增韧效果。

 (4) 缺点:

 i. 加工不易。熔点太高,接近所有 EVA 混炼设备的温度上限。

 ii. 对设备的要求较高,容易打不散、打不化。

 iii. 成本较高,至少是 POE 的两倍。

 (5) 影响因素:

 i. 计入主胶,参与发泡、架桥反应。

 ii. 有合贴的疑虑。由于极性低,在使用上有 30phr 的上限。

 ⑤. IR (1) 化学成份:

 i. 异戊二烯橡胶。Nike 常用牌号是 IR2200。

 (2) 特性:

 i. 可跟 EVA 相容的橡胶,成本较高。

 ii. 可提供橡胶手感,补强反弹、耐磨、压缩的物性。

 (3) 影响因素:

 i. 计入主胶,但不参与发泡反应。

 ii. 使用上约在 5-15phr。

 iii. 硫化太慢,架桥剂必须提升。

 iv. 比起 EPDM,其收缩较大,但橡胶手感好。

 ⑥. BR (1) 化学成份:

 BIIR, 溴化丁基橡胶(Bromo Isobutylene Isoprene rubber), Bromobutyl(Lanxess 公司产品),简称 BR。

 (2) 特性:

 i. 因为 IR 的成型时间太慢,因此溴化后,不饱和双键容易被过氧化物架桥,大幅缩短成型所需要的时间。(错误:溴化丁基橡胶同 IR没有任何关系,其是在丁基胶的基础上引入入溴集团,溴集团引入

 后可以增强其极性)

 ii. 具有橡胶手感,可跟 EVA 兼容,成本较高,可提供防滑效果。

 iii. 溴化丁基橡胶由于分子结构的排列不能翻转,所以具有弹性低,干式湿式止滑好的特点。

 iv. 低温下不易变硬。

 (3) 影响因素:

 i. 计入主胶,不参与发泡、架桥反应。

 ii. 由于对架桥剂相当敏感,因此容易撕裂,必须降低架桥剂。

 iii. 同 EVA 的兼容性不好,架桥时间不一致。

 iv. 价格昂贵 ⑦. SEBS (SBBS )

 (1) 化学成份:

 乙烯(S)-苯乙烯(B)-丁二烯(S)的氢化后的三嵌段共聚物。

 (2) 特性:

 i. 低压缩歪。与 EVA 共混可以让压缩歪低至 30%以下。(看规格)

 ii. 降低硬度。例如,旭化成 JT83x,可以做软而回复性好的材料。(看规格)

 iii. 超高的回弹性,提供橡胶手感。(SBBS 可以,如 JT-83 和 005-1;高回弹的 SEBS 可以,如 005)

 iv. 吸震料。例如旭化成 L609、S1611。也可以做记忆泡棉,例如 P2000。(低回弹的 SEBS 可以做成吸震料,但会有低温变硬的可能)

 v. 可以合贴。(SEBS 不可以合贴,SBBS 可以)

 (3) 缺点:

 i. 成本太贵,限制了其应用。

 ii. 对架桥剂的消耗较大,会拖长成型时间。

 iii. L605/609/S1611 会有低温变硬的问题。

 iv. 加工温度太高,接近一般 EVA 设备的上限。

 (4) 影响因素:

 i. 计入主胶,参与发泡、架桥反应。

 ii. 后收缩也很大。

 iii. 必须使用 EVA/POE/SEBS 的架构,例如 70/15/15 比例使物性平衡。

 ⑧. TPU (1) 化学成份:

 TPU (Thermoplastic polyurethane),热塑性聚氨基甲酸甲酯,分为聚醚、聚酯

 类,是一种高抗张强度且柔软的弹性体,不容易从被接着物表面脱落。

 (2) 特性:

 i. 可做柔软的发泡材料,韧性强,拉力、延伸都高,弹性强。

 ii. 贴合好,有韧性,赋予 EVA 发泡后不同的手感。

 iii. 可被自然分解,可做成绿色材料。耐寒性、耐候性好,无毒性。(耐寒不好)

 iv. 计入主胶参与发泡、架桥反应,对架桥剂敏感,须降低架桥剂。

 ⑨. 色粒与钛白粉 (1) 化学成份:

 i. 主要分为有机染料与无机染料,大多为金属盐类,成分复杂。(不对吧,金属类的用的越来越少了)

 ii. 色粉占 10%到 50%不等、EVA7350M 做为载体,并加入碳酸钙、油、硬脂酸的混合,以便于跟 EVA 混炼时有良好分散均匀性。

 iii. 钛白粉:TiO2,氧化钛。常用的是杜邦 R103。

 (2) 特性:

 i. 耐热性/微量调整性/迁移性是色粒的评估标准。

 ii. 耐热性:受热容易退色的程度。

 iii. 微量调整性:必须加很多才能达到色卡指定颜色浓度。

 iv. 迁移性:成品是否容易吐出染料而污染其他材质。

 v. 必须通过重金属、环苯芳香烃残留等安全测定。

 (3) 影响因素:

 i. 色粒与 TiO2 合计至少在配方的 5phr 到 10phr,才能完整覆盖 EVA材质,又不至于影响物性。

 ii. 黑色的组成是碳黑,耐热性也极佳,黑色配方不需要使用 TiO2。

 iii. 彩色的配方必须使用 TiO2 500g 到 2kg,在一大手 75kg 的基础下。

 iv. 荧光色都不耐热,必须使用 TiO2 打底,低模温长时间来成型,避免受热分解。荧光色对于架桥剂的消耗较多。

 v. TiO2 可以提供抗 UV 与耐热效果,可以反射热能。因此在贴底时,黑色中底所需的 UV 照射较少,白色中底所需的 UV 照射较多。

 vi. 色粒的载体必须视同 EVA,也会参与发泡、架桥反应。

 ⑩. SIS (TR) (1) 化学成份:

 SIS (polystyrene-polyisoprene-polystyrene),苯乙烯-异戊二烯共聚物。

 (2) 影响因素:

 i. 充油改性之后,SIS、SEBS、SBS 的加工温度可以跟 EVA 有效的混炼与兼容,做出具备橡胶手感的柔软产品。

 ii. 低压缩歪、高回弹、吸震等多种特性。

 iii. 计入主胶,参与发泡、架桥反应。

 ⑪. . 助剂 助剂 (1) 氧化锌:ZnO,属于锌的氧化物,对 AC 发泡剂有加速分解作用,标准用量是 1.0phr 以上。

 (2) 发泡助剂:属于尿素催化剂,对 AC 发泡剂有加速分解作用,通常吸附在白烟或 EVA 做为载体,依有效成分不同用量在 0.5phr 左右。

 (3) 架桥助剂:属于过氧化物,例如,TAC 或 TAIC,加速架桥剂的分解,提供更多自由基,缩短成型时间,提升架桥密度,对抗收缩也有帮助。载体可以是 50%到 70%的 EVA 或白烟,用量是主架桥剂的 1/3 到 1/4。

 (4) 硬脂酸:做为外滑剂,有利于加工润滑,不参与反应。标准用量是 0.5phr到 1.0phr。

 (5) 硬脂酸锌:同时做为外滑剂与温和的发泡助剂,有双重功能。硬脂酸的锌盐,锌离子可以帮助催化 AC 发泡剂分解,硬脂酸基则可以润滑。有稳定剂的功能,其与硬脂酸的标准用量都是 0.5phr。用太多的时候会有花班问题。

 (6) 有 BIPB 无味架桥剂黏模疑虑时,BIPB 须降至 0.6~0.8phr (450g/75kg),提升 TAC(50%)用量到 0.2phr 以上,并提高 ZnST 的用量到 1.5phr,可以延长积垢吐出的周期,没那么快黏模。

 (7) 滑石粉 (RB-510, Talc)与碳酸钙(CaCO3):属于填充剂,滑石粉较轻,碳酸钙较重,都有填充效果,降低成本。总填充剂的标准用量是 10phr (6kg/75kg)到 15phr,会增加比重,也有部分减少收缩效果。碳酸钙的填充效果较好,也较稳定,属于化学合成;滑石粉属于天然矿石粉碎纯化,因此稳定性较低,但成本较便宜。

 ⑫. . 架桥剂 架桥剂 (1) 化学成份:

 i. DCP:过氧化二异丙苯 (Dicumyl Peroxide) ii. BIPB:Bis(Tert Butylperoxy Isopropyl) Benzene (2) 影响因素:

 i. DCP 在配方中的标准用量是 1.0phr。

 ii. BIPB 在配方中的标准用量是 0.8phr。

 iii. 含有 SEBS、EPDM、Infuse、高 VA/MI 值的 EVA,都需要增加架

 桥剂与架桥助剂。

 iv. 只有 BIPB 能够通过 A-01 有害物检测。

 v. DCP的配方转成BIPB配方,使用BIPB的模温须高一点,因为BIPB的一分钟半衰期温度偏高,虽自由基较多,但反应速率稍慢于DCP。

 ⑬. . 发泡剂 发泡剂 (1) 化学成份:

 偶氮二甲酰胺 (Azodicarbonamide),也称为AC发泡剂,AC3000H/F、D-600。

 (2) 影响因素:

 i. 发泡剂控制发泡倍率,发泡倍率决定物性。

 ii. ZnO 与尿素催化发泡剂,控制速度,原分解温度 210℃降至 175℃。

 iii. 分为中温发泡剂-H 与高温发泡剂-F,中温发泡剂是属于改性过的。

 iv. 评估标准为:发气量/分解温度/粒径。

 v. Nike 使用粒状发泡剂,EVA 载体需计入主胶;Adidas 等其他品牌则可使用投料袋来盛装粉剂。

 vi. 发泡倍率与密度的关系:

 倍率 (%) 密度 (g/cm 3 ) 140% 0.32 145% 0.28 150% 0.25 155% 0.23 160% 0.22 165% 0.20

 建议提一提 EBA 和 EMA 的使用,它们都可以有效地提高贴合能力,

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