EVA 개조 튜토리얼

에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)는 비극성 결정성 비닐 단량체와 비결정성 비닐 아세테이트(VA) 단량체로 구성된 플라스틱입니다. EVA는 폴리에틸렌(PE)에 비해 유연성, 인성, 응력 균열 저항성, 투명성 및 충전재와의 상용성이 우수합니다. EVA는 압출과 같은 성형 공정을 통해 다양한 제품으로 제조할 수 있습니다.

블렌드 개질 기술을 통해 EVA의 성능을 효과적으로 향상시키고 적용 범위와 적응성을 확대할 수 있습니다. EVA의 블렌딩 및 개질에 대한 이해를 돕기 위해 관련 자료를 모아 제공합니다.

EVA 성능에 영향을 미치는 요인.

01. VA 함량이 EVA 성능에 미치는 영향

VA 함량이 EVA의 성능에 미치는 영향은 주로 두 가지 측면에서 나타납니다.

① Va 측쇄기는 폴리에틸렌 사슬 분절에 의해 형성된 결정 영역을 파괴하며, VA 함량이 증가함에 따라 EVA의 결정성은 점차 감소하고, VA 함량이 40~50%까지 계속 증가하면 EVA 공중합체는 완전히 무작위 구조를 갖게 됩니다.

② VA는 극성 그룹이므로 VA 함량이 증가함에 따라 EVA의 극성이 커져 인장 강도, 열 변형 저항성, 화학 부식 저항성 등의 여러 특성이 감소하는 반면, 투과 마찰 계수, 환경 응력 균열 저항성 등의 특성은 향상됩니다.

02. 분자량 분포가 EVA 성능에 미치는 영향

분자량 분포가 넓은 EVA는 긴 사슬 분자가 짧은 사슬 분자보다 서로 얽히기 쉽고, 변형 에너지를 대부분 흡수하여 더 높은 탄성 반응을 나타내므로, 분자량 분포가 넓은 EVA는 낮은 전단력에도 점도가 높아 유동성이 떨어집니다. 실제 가공 및 생산 과정에서 이러한 분자량 분포 차이에 따른 점도/전단력 관계는 EVA 원료 선정에 영향을 미칩니다.

또한, EVA의 분자량이 증가함에 따라 EVA의 열 용접 강도, 용융 점도, 처짐, 강성, 응력 파괴 저항성 등이 향상됩니다.

03. 분자 사슬의 분지도 정도가 EVA 성능에 미치는 영향

EVA는 PE 분자와 비교했을 때, 분자 사슬에 극성 그룹으로 구성된 짧은 가지가 도입되어 원래의 결정화 상태를 파괴합니다. 이로 인해 EVA는 "가소화 효과"를 나타내어 고분자 분자 사슬 사이의 거리가 증가하고, 결과적으로 고분자의 결정성이 감소하여 PE보다 더 부드럽고 탄성이 있습니다. 또한, EVA 분자 사슬에 CH₃COO⁻ 그룹이 형성됨으로써 발생하는 공간적 입체 장애는 EVA의 결정성과 유리화 온도를 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 다르게 만듭니다. 이는 EVA의 열 안정성, 노화 및 기타 물리적, 기계적 특성에도 영향을 미칩니다.

EVA의 개질 방법

01. 수정된 채우기

충전은 간단하고 효과적인 고분자 개질 방법으로, 고분자 자체의 장점을 유지할 뿐만 아니라 복합화 효과를 이용하여 결함을 개선하고 고분자의 종합적인 성능을 향상시키는 목표를 달성할 수 있습니다. 현재 EVA의 충전 개질은 나노 기능화 및 충전제 표면 개질 기술 방향으로 발전하고 있습니다.

① EVA에 수소이산화수소(LDH)를 충전하면 EVA의 굽힘 강도를 향상시킬 수 있습니다.

② EVA에 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 충전하면 EVA의 열 안정성을 향상시키고 인장 강도 및 가공 유동성을 개선할 수 있습니다.

③ 산화철(Fe3O4) 입자로 EVA 핫멜트 접착제를 개질하면 핫멜트 접착제의 접착력을 향상시키고 특정 범위 내에서 용융 유동성을 개선할 수 있다.

④ 부피 충전율이 4%인 나노-SiO2는 EVA/SiO2 복합재료의 인장 강도를 극대화할 수 있다.

EVA 필러 개질에 적용되는 필러의 종류는 점점 늘어나고 있지만, 필러 개질, EVA 매트릭스 내 필러 분산성 향상 방법 등 해결해야 할 문제점들이 여전히 많다. 이러한 문제들을 해결하면 EVA의 성능을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.

02. 블렌딩 수정

EVA를 혼합 및 개질하면 다양한 고분자의 특성을 최적화하여 조합할 수 있으므로 EVA에 새로운 특성을 부여하고 특정 측면에서 성능을 향상시킬 수 있습니다. 특히, 우수한 상용성을 가진 다른 고분자와 EVA를 혼합하는 것은 최근 EVA 개질 연구에서 중요한 부분을 차지하고 있습니다.

① EVA/할로겐 프리 난연성 공중합체 폴리에스터(P-PET) 블렌드 시스템에 EVA-g-MAH를 15% 첨가하면 호환성, 공정 흐름 및 난연성이 향상될 수 있다.

② EVA/고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 혼합 시스템에서 HDPE 함량이 15%일 때 방사 및 혼합 섬유의 기계적 특성이 가장 우수하다.

③ EVA/NBR 혼합 시스템에서 산화된 디이소벤조트라이드(DCP)를 첨가하면 가장 높은 열분해 온도를 얻을 수 있다.

상호침투형 고분자 네트워크 기술, 동적 가황 기술 등 3세대 고분자 합금 기술의 발전과 함께,반응 압출 기술분자 복합 기술 등을 통해 더욱 다양하고 우수한 종합 성능을 갖춘 EVA 블렌딩 소재가 개발되어 다양한 엔지니어링 기술의 소재 요구 사항을 충족할 것입니다.

03. 기타 수정 사항

EVA의 충전 및 혼합 개질에 대한 전통적인 연구 외에도, 최근에는 EVA의 화학적 접합 및 가교에 대한 연구가 크게 진전되어 더욱 다양한 EVA 제품 개발을 위한 좋은 토대를 마련했습니다.

① 벤조일퍼옥사이드(BPO)는 재료의 형상 복원율을 향상시키기 위한 가교제로 사용됩니다.

② 용융 접합법으로 EVA-g-PU 폴리머를 제조하였으며, 이는 원료 물질보다 우수한 인장 강도와 파단 신율을 나타냈다. 또한, PU 프리폴리머를 첨가함으로써 EVA의 열 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있었다.