EVA发泡基本知识.docx

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EVA发泡基本知识

EVA发泡基本知识

在这网站上回了几条留言后，陆续有十多位朋友打电话我咨询EVA发泡制品中的问题。

所以呢，我就在这里说一点EVA发泡产品中的一些经验吧，方便大家交流。

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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。

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主料，很明了了，就是EVA和/或PE。

当然，为了改善产品的物理性能，还可以适当添加一些其他材料，比如，橡胶，POE等，还甚至可以加一点TPR来加强某些物理性能。

EVA呢，主要指标就是VA含量，它的高低决定几乎与EVA发泡制品的一切性能都有直接关系。

当然。

有的只用PE也能发泡。

具体用什么主料还是要看产品的要求。

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填充剂，目前一般用碳酸钙或者滑石粉。

它的用途在与降低成本，增加产品刚性等等，还能起一点导热的作用。

一般以粒径大小做为质量指标（当然，含水量也是一方面），比如说120目，400目等。

原则上，越细越好，当然价格也会高一些。

最大用量在我见过的配方中有40Phr（用量为主料的百分比）L_e）n_Q/N-e

发泡剂，一般都习惯用AC系列的发泡剂，比如AC-3000H，AC系列发泡剂属于高温发泡剂，分解温度在220多度。

也有低温发泡剂，比如AD-300，分解温度在140度，还有中温发泡剂等。

因为价格相差并不大，而高温发泡剂相对来说会稳定一些，所以现在很多老做EVA的都改用高温的了，也有搭配使用的。

AC的用量，得根据具体倍率。

9W,D;ab_uf架桥剂，现在用最多的是DCP，以前也有用TAIC，PL400等。

DCP的半衰期180度时是1分钟，130度时是10分钟，所以呢，一般练料时，温度尽量控制在120度以下。

有的产品对气味有要求的，可以使用另外一种架桥剂BIPB，它一般和TAIC配合使用。

DCP的用量，在平板发泡和模内小发泡中，一般用0.5-0.6Phr，射出发泡中一般0.8-1.0Phr。

当然，也有适当加减一点的，也有不同此用法的。

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发泡促进剂，现在用得比较多的有两种，氧化锌粉，和硬脂酸锌粉。

以前我们这也用这两种搭配，现在只用氧化锌了。

单一种也能达到效果，而且产品的稳定性可能还要好一些。

氧化锌能使AC的分解温度降低到160度左右，便于生产。

我们这有个共识，一般氧化锌用量不超过0.2Phr，过多产品收缩会相对大一点。

当然，太少的话发泡速度太慢，所以最好也不要低于1.0hr/

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[润滑剂，一般用硬脂酸。

其实它没多大作用，就是让练料时，不粘机器。

用多了反而不好，因为它能降低分之间摩擦力，使大多数物理性能都降低。

推荐0.5Phr。

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EVA发泡配方中的添加辅料

上次讲了EVA发泡的基本配方构成。

今天讲EVA发泡配方中的添加辅料吧。

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可以添加到EVA配方中的辅料很杂。

只讲几类主要的吧。

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1边角料。

边角料就是做成产品后多余的一些料尾，边条什么的。

它们都是已发泡过了的。

这类东西是成本杀手，用它可以大幅度降低生产成本，当然，也会带来物理性能方面的影响。

这类几乎所有做EVA的都在使用，我就不赘述了。

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d_[2抗静电剂  有些产品，要求具有抗静电功能，而EVA发泡产品本身是带很强的静电的，所以需要在配方中添加一些抗静电剂。

一般EVA用的抗静电剂都是混合物，具体成分MS很复杂，一时我也说不清楚，用量在3%-5%。

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3阻燃剂用做某些包装材料的EVA发泡产品可能需要阻燃。

可以在配方中适当添加阻燃剂达到阻燃的效果。

塑料常用的阻燃剂Mg（OH）2，Al（OH）3，对EVA发泡产品也有一定的效果，不过用量比较大，我们都用12%-20%，但是对于阻燃要求高的产品，它们也不是很好用。

日本有一产品阻燃效果非常理想，但是不符合ROHS指令。

所以一句话关总，对与阻燃要求高的，我也不是很有办法。

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4快熟剂EVA发泡过程是需要时间的，如果要提高日产量，降低产品耗能，可以适当添加快熟剂以缩短发泡所需要的时间。

现在市面上最常见的快熟剂是TAIC，这东西确切的说应该是架桥助剂。

添加适量TAIC，确实可以缩短时间，但是，随着它的加入，产品的尺寸也会相应缩小，而且缩时效果并不非常理想。

福建我不知道，现在广东这边有几个地方用另外一种快熟剂，添加量小，缩时效果还比较可观。

（悄悄说一句，这快熟剂我我们这漏出去的。

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5  着色剂发泡产品一般是有颜色的，所以需要在配方中添加着色剂来调色。

EVA发泡产品调色可以用色粉，色胶，当然最好还是用色母粒。

MS产品不可以用电脑配色，可能是因为这东西发泡前后颜色变化太大，电脑也配不死。

EVA发泡一般来说有三种工艺。

传统平板大发泡，模内小发泡和射出。

（台湾叫法）_n_U_S_c&V$V;X+]d

传统平板大发泡  现在小型工厂一般都采用这种。

机器设备成本相对低一点。

这种工艺做出来的是板材，再通过冲裁、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/平方CM。

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  模内小发泡  这种工艺主要用在鞋材方面。

运动鞋做二次中底的第一次发泡。

按配方练好的料造粒，称重后放入开好模具内，发泡出来就是鞋子的大体样子。

这种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。

往往是尺寸合格了，硬度不够。

硬度够了尺寸偏小。

此工艺的发泡条件比较灵活，具体要视产品外形结构，当然主要是时间是的变化。

温度的变化也不大。

压力条件就不说了。

前面说到二次中底，这里介绍一下第二次成型吧。

将前面发泡好的粗胚磨掉表皮，压入成品模具内，通过加热冷却两个步骤是产品成型。

加热温度在125-135比较合适，压力50KG/平方CM，加热一定时间后再水冷。

拿出来就是二次中底了。

这种压缩成的底尺寸比较稳定，物理性能相对要好一些。

'W8K_Ww;S_M_d__[射出  这种工艺在今后应该是主流吧。

一道工序做出来就是产品了。

只是模具精密度高一些。

原理类似于塑胶行业的注塑。

只不过注塑是立即开模，而且模具温度不同。

也就是EVA的射出不过就是把塑胶注塑的模温和开模时间调整了以下而已。

上次好像是一上海的朋友给我打过电话，后来让他的注塑机可以用来做发泡童车轮子了。

做现在知名运动鞋大多型体都改用这种方法做了。

其他方法跟它比，效率真是差千万里。

今天介绍EVA的物理性能吧~

p_z+c&[_P,tEVA的物理性能指标一般有这几个：

硬度，比重，延伸率，拉力强度，撕裂强度，压缩永久形变，和弹性等。

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硬度，这个大家都明白。

产品的软硬程度，用邵氏硬度计量的。

EVA发泡可多10多度值80多度的产品_s_h*T（D_O%b,~+W

比重，就是密度。

这个很多人都能想办法用简单工具测出来。

一般有条件的都用微电脑比重天平。

我做过的产品最小比重好像是0.05（g/cm立方）左右。

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延伸率，也就是断裂伸长率。

将EVA发泡产品做成某种规格，比如，60*10*5MM，然后用拉力试验机以恒定的速度去拉，断裂时的长度除以原来长度。

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X_B_S0o_Z拉力强度，简单的说也就是断裂时候的负荷。

和延伸率同步测的。

_t_K'M_C.N.a*@;KZ撕裂强度，这个我还真不好解释。

就是把EVA片弄个小口，把这口的两边固定在拉力试验机的两个钳子是，让后去拉。

所受到的负荷就是撕裂强度。

（呵呵，太口语化了，不好意思）_H_L

}___Tl_xS

压缩永久形变，有的人叫压缩歪，一般都简称压缩。

其实压缩歪是测试压缩永久形变仪器的名称。

把EVA做成规定的圆片后置于压缩歪里，调整至要求的参数，再置于老化机里若干小时。

最后取出来测试圆片的厚度。

再通过几个系数计算得出的数值就是压缩了。

_w_t*Q_W6O_y_弹性，这只是抽象的叫法。

说这个叫回弹性，好像也不全面。

如果要说的形象一点，可以称之为Q性。

（QQ糖嘛）。

某些品牌有比较专业的叫法，把弹性分为两个部分：

缓冲和反发。

这两个词应该很好理解吧。

我就不赘述了。

小发泡造粒后太久不用倍率会增长，这个没有很OK的处理方式。

要靠在生产上合理安排。

一般原料比较好的，停放不能超过一个星期，差的在三天内得用完，这样才不会导致倍率增大。

实在超过这个期限了，可以回炉重新造粒，适当加点DCP就好了。

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对于小发泡时，某些较厚的地方有孔，属于没有有烧熟，从条件上可以适当延长发泡时间，或者增加模具温度，还或者增加机台压力；从配方上，可以适当增加DCP的用量，或者加入辅助类架桥剂。

POE塑料是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体，其特点是：

（1）辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性。

（2）POE塑料分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能。

（3）POE塑料分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好。

（4）良好的流动性可改善填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度。

编辑本段DCP交联剂

物化性能

　　DCP交联剂，即过氧化二异丙苯，白色结晶。

熔点41～42℃。

相对密度1.082。

分解温度120～125℃。

室温下稳定，见光逐渐变成微黄色。

不溶于水，溶于乙醇、乙醚、乙酸、苯和石油醚。

活性氧含量5.92%（纯度100%），5.62%（纯度95%）。

溶于苯中半衰期：

171℃:

1min；117℃:

10h；101℃:

100h。

是一种强氧化剂。

主要用途

　　主要用作天然橡胶、合成橡胶的硫化剂，聚合反应的引发剂，还可用作聚乙烯树脂交联剂。

交联的聚乙烯用作电缆绝缘材料，不仅具有优良的绝缘性和加工性能，而且可提高其耐热性，100份聚乙烯使用硫化剂DCP2.4份。

硫化剂DCP可使乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）泡沫材料形成细微均匀的泡孔，同时提高制品的耐热性和耐候性。

另外，还用作不饱和聚酯的固化交联剂。

实验室制法

　　在500mL三口反应烧瓶中，加入121.6g异丙苯过氧化氢、108.8g-苯基异丙醇和36g无水草酸。

水浴40℃，搅拌反应8h，冷却后，滤出草酸。

滤液中加入200mL苯。

分出苯层，用4mol/LNaOH溶液和水分别洗涤后，减压蒸馏，液温95℃，先于15×133.3Pa下蒸馏，然后压力降于（1～2）×133.3Pa，在同一温度下蒸馏，得粗品196g。

用甲醇重结晶得熔点40～41℃的过氧化二异丙苯。

生产原理及过程

　　用还原剂亚硫酸钠将异丙苯过氧化氢还原成苯基二甲基甲醇，后者在高氯酸催化下与过氧化氢异丙苯缩合，经后处理得到过氧化二异丙苯。

　　原料配比（kg/t）

　　异丙苯过氧化氢（32%～35%）1500液碱（30%）70

　　亚硫酸钠（96%）980高氯酸（72%）2

　　主要设备

　　还原反应锅缩合反应锅浓缩釜过滤器真空干燥箱贮槽

　　生产工艺

　　将78份异丙苯过氧化氢（≥32%）与98份亚硫酸钠配成的水溶液投入到还原锅中，于62～65℃进行异相还原，得到苯基二甲基甲醇。

得到的苯基二甲基甲醇在0.2份高氯酸存在下与72过氧化氢异丙苯在42～45℃下缩合，反应得到过氧化二异丙苯缩合液。

用10%氢氧化钠溶液洗至中性后，分去水，真空蒸馏浓缩，再溶于无水乙醇中，冷至0℃以下结晶，过滤后，于真空下干燥得过氧化二异丙苯成品。

滤液回收乙醇。

质量检验

（1）含量测定

　　准确称取固体试样约0.2g，放入清洁干燥的100～150mL碘瓶中，加入碳酸氢钠1.0g、固体碘化钾2.0g、冰乙酸10mL，摇匀。

用冷凝管夹夹住碘瓶，置65℃恒温水浴中，并缓慢加入盐酸3.0mL，边加边小心振摇，至溶液内只有少量气泡发生，再轻盖瓶塞，静置15～20min，取出加蒸馏水50mL，立即用0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，然后加入淀粉指示剂10滴，继续滴定至蓝色消失，即为终点。

按同样操作步骤但不加盐酸作空白试验。

（2）熔点的测定

　　按GB617-88《熔点范围测定通用方法》进行。

　　安全措施

（1）原料异丙苯过氧化氢为强氧化剂。

产品为一级有机氧化物，见光或受热能引起爆炸。

（2）内衬聚乙烯塑料袋的铁桶包装，并标有危险品标志。

30℃以下暗处贮存。

　　CASNo.：

80-43-3

　　*************************************]

　　磷酸氢钙

　　Dibasiccalciumphosphate（DCP）

　　[分子式]：

CaHPO4.2H2O

　　[分子量]：

172.09

　　[性能]：

白色单斜结晶粉末、无臭无味，溶于稀盐酸、硝酸、醋酸，微溶于水，不溶于乙

　　醇。

相对密度2.32。

空气中稳定。

75℃开始失水生成无水磷酸氢钙。

　　[质量标准]：

GB1889-92

　　[用途]：

缓冲剂；疏松剂；面用改良剂营养增补剂，酵母食料，乳化剂，固化剂，抗氧化增效剂，稳定剂。

如作面粉、蛋糕、糕点、焙制品质改良剂。

　　[包装]：

内衬聚乙烯塑料袋，外套复合塑料编织袋。

每净重25kg.

　　[贮存与运输]：

应贮存在干燥，通风清洁的库房中，防止受潮、受热，应与有毒物品隔离堆放。

　　目前来看，川恒化工的磷酸氢钙在国内市场上占有重要地位。

　　dcp7010，一种驱动程序。

原位聚合

　　原位聚合法是从纳米复合材料中发展而来的，所谓纳米复合材料，即，纳米粒子与有机高分子材料共同构建而成的复合材料。

　　纳米复合材料的合成方法有：

熔融捏合，原位聚合，溶解法

　　原位聚合，顾名思义，就是把反应单体填充到纳米层状物的层间，让其在层间发生聚合反应

　　原位聚合法原理：

原位聚合是一种把反应性单体（或其可溶性预聚体）与催化剂全部加入分散相（或连续相）中,芯材物质为分散相。

由于单体（或预聚体）在单一相中是可溶的,而其聚合物在整个体系中是不可溶的,所以聚合反应在分散相芯材上发生。

反应开始,单体预聚,预聚体聚合,当预聚体聚合尺寸逐步增大后,沉积在芯材物质的表面

　　纳米复合材料已俨然成为了未来柔性包装的发展重点，因此受到的关注也越来越多，由于用这种技术生产出来的材料的阻隔性、机械性能更强，重量更轻，所以全球纳米材料的市场正在不断扩张，预计到2008年全球纳米技术的市场有望增长到2.5亿美元，届时每年的增长速度预期会到18%~25%。

　　纳米材料的构成

　　聚合物纳米复合材料是将填充物分散到纳米粒子之间形成一种片晶而构建成的。

然后，这些小片晶就分散到聚合体的矩阵中，形成的若干平行层迫使气体从聚合体中通过“曲折通道”逸出，针对气体和水气形成复杂的阻隔层。

聚合体结构呈现地越曲折，阻隔性就越高。

聚合薄膜的渗透系数（P）由两个因素决定：

扩散（D）和溶解度（S）系数，也就是P=DxS。

　　当有更多的纳米粒子分散到聚合物中时，渗透性也会大大降低。

根据美国陆军的纳提克士兵研究中心的研究表明，“聚合物中纳米粒子的分散程度跟纳米复合薄膜复合到那些纯的聚合薄膜上时出现的机械和阻隔特性的改善程度相关。

”

　　为了使薄膜得到最佳的性能，和传统填充物的加入量相比纳米粒子的量要少许多。

通常，纳米填充物的添加量不超过5%，这样就可以极大地减少纳米复合薄膜的重量。

纳米粒子的分散过程会致使材料产生很高的材料纵横比和表面积，使填充了纳米粒子的塑料的性能大大优于填充传统材料的塑料。

　　填充物种类

　　有不同种类的填充物可供使用。

最普通的一种是被称为高岭土的纳米黏土材料—单层的蒙脱石黏土。

黏土在自然状态中就有亲水性，而聚合物也是亲水的。

为了使这两者协调一致，必须对黏土的极性进行改良成为更加“有机”的物质。

一种改良黏土的方法就是通过将有机铵阳离子（带正电的离子）和黏土表面的无机阳离子进行交换。

　　其他的纳米填充物包括碳纳米管，片状石墨和碳纳米纤维。

另外还有一些填充物正在进行调研中，例如，合成黏土、天然纤维（大麻、亚麻）以及POSS（纳米复合光电薄膜）。

碳纳米管—比纳米黏土填充物这种在自然界中易得到的材料的膨胀系数更高—能提供极好的导电性能和热传导性能。

纳米黏土的两家主要供应商是SouthernClayProducts

　　三种填充方式

　　通常有三种方法可以通过纳米填充物增强聚合物的性能来生产纳米复合材料：

熔融捏合，原位聚合法和溶解法。

将纳米填充物填入聚合物中的熔融捏合或称处理可以通过挤出机、注塑机或其他处理设备制造聚合物的时候同时进行。

使用剪切力将聚合体颗粒和填充物（黏土）压制到一起以帮助剥落（将颗粒分解成正确的形状和层结构的加工方法）或分散。

原位聚合法是在聚合状态下直接将填充物加到液态单体中。

溶解法是将填充物加到使用诸如甲苯、氯仿、乙腈溶剂的聚合物溶液中，以使聚合物和填充物的分子结合到一起。

　　由于溶剂对环境有害，因此熔融捏合和原位聚合法是生产纳米复合材料使用最广泛的方法。

　　所以原位聚合法是在聚合状态下直接将填充物加到液态单体中。

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