EVA-schuimformulering: analyse van grondstoffen en vier processen

EVA-schuimformulering: analyse van grondstoffen en vier processen
EVA, ethyleenvinylacetaatcopolymeer, is een polymeermateriaal. EVA-middenzolen zijn lichtgewicht en hebben goede fysieke eigenschappen. Het is een veelgebruikt materiaal in lichtgewicht schoenen voor senioren, sportschoenen en vrijetijdsschoenen. Vandaag leren we meer over de samenstelling van de grondstoffen voor EVA-schuim en de vier verwerkingsprocessen.

A. EVA-schuimformulering van die dingen

De samenstelling van EVA-schuim bestaat doorgaans uit de volgende grondstoffen: hoofdbestanddeel, vulstof, schuimmiddel, bindmiddel, schuimversneller en smeermiddel.

Het belangrijkste materiaal is EVA of PE. Om de fysieke eigenschappen van het product te verbeteren, kunnen natuurlijk ook andere materialen worden toegevoegd, zoals rubber, POE (polyethyleen-octeen-co-elastomeer), enzovoort. Ook kan er een beetje TPR (een combinatie van rubber en thermoplastische eigenschappen) worden toegevoegd om bepaalde fysieke eigenschappen te versterken.

Bij EVA is het VA-gehalte de belangrijkste indicator; een hoog of laag VA-gehalte bepaalt vrijwel alle prestaties van EVA-schuimproducten. Sommige producten kunnen natuurlijk ook van PE worden gemaakt. Welk hoofdmateriaal hiervoor wordt gebruikt, hangt af van de eisen van het product.

Als vulmiddel wordt tegenwoordig meestal calciumcarbonaat of talkpoeder gebruikt. Het wordt gebruikt om de kosten te verlagen, de stijfheid van het product te verhogen, enzovoort, maar het kan ook een rol spelen in de warmtegeleiding. Over het algemeen is de deeltjesgrootte een indicator voor de kwaliteit (uiteraard speelt het watergehalte ook een rol), bijvoorbeeld 120 mesh, 400 mesh, enzovoort. In principe geldt: hoe fijner, hoe beter, maar uiteraard zal de prijs ook hoger zijn. De maximale hoeveelheid die ik in recepten heb gezien is 40 Phr (dit is het percentage van het hoofdbestanddeel).

Als schuimmiddel wordt doorgaans de AC-serie gebruikt, zoals AC-3000H. De AC-serie schuimmiddelen behoort tot de hogetemperatuurschuimmiddelen, met een ontledingstemperatuur van meer dan 220 graden.

Er bestaan ​​ook schuimmiddelen voor lage temperaturen, zoals AD-300, met een ontledingstemperatuur van 140 graden, en schuimmiddelen voor middelhoge temperaturen. Omdat het prijsverschil niet groot is en schuimmiddelen voor hoge temperaturen relatief stabiel zijn, worden veel oude EVA-producten nu vervangen door schuimmiddelen voor hoge temperaturen, vaak in combinatie met een aangepaste AC-dosering, afhankelijk van de specifieke vermenigvuldigingsfactor.

Het meest gebruikte brugvormende middel is momenteel DCP (di-sec-octylftalaat), voorheen werden ook TAIC, PL400, enz. gebruikt. De halfwaardetijd van DCP is 1 minuut bij 180 graden Celsius en 10 minuten bij 130 graden Celsius. Daarom moet de temperatuur bij het verwerken van dit materiaal over het algemeen onder de 120 graden Celsius worden gehouden.

Sommige producten die geur moeten toevoegen, kunnen een ander verbindingsmiddel gebruiken, BIPB, dat over het algemeen in combinatie met TAIC wordt gebruikt. De dosering van DCP is 0.5-0.6 Phr voor vlakschuim en in-mold kleinschuim, en 0.8-1.0 Phr voor injectieschuim, maar er zijn ook verschillen in het gebruik.

Er zijn twee soorten schuimversnellers, zinkoxidepoeder en zinkstearaatpoeder, die tegenwoordig veel gebruikt worden. Vroeger gebruikten we ze hier samen, maar nu gebruiken we alleen nog zinkoxide. Een enkele soort kan ook hetzelfde effect bereiken en de productstabiliteit kan zelfs beter zijn. Zinkoxide verlaagt de ontledingstemperatuur van actieve kool tot ongeveer 160 graden, wat de productie vergemakkelijkt. We zijn het er hier over eens dat de algemene hoeveelheid zinkoxide niet meer dan 0.2 phr mag bedragen; een te hoge hoeveelheid leidt tot relatief grote krimp van het product. Uiteraard is een te lage hoeveelheid te traag, dus een hoeveelheid van minimaal 1.0 phr is het beste.

Het smeermiddel is meestal stearinezuur. In feite heeft het niet veel effect; het zorgt ervoor dat het materiaal soepel beweegt en de machine niet plakkerig wordt. Het is niet aan te raden om er te veel van te gebruiken, omdat dit de wrijving tussen de onderdelen kan verminderen, waardoor de meeste fysische eigenschappen afnemen. Een aanbevolen hoeveelheid is 0.5 phr.

B. Over het proces

EVA-schuim wordt over het algemeen op vier manieren geproduceerd: traditioneel, plat en groot schuim, klein schuim in een mal, spuitgieten en superkritisch schuim.

1. Injectieproces

Dit proces is de standaard voor de toekomst; het is een proces dat direct na het spuitgieten het product vormt, maar met een veel hogere matrijsnauwkeurigheid. Het principe is vergelijkbaar met spuitgieten in de kunststofindustrie, maar bij spuitgieten wordt de matrijs direct geopend en de matrijstemperatuur verschilt. Bij EVA-spuitgieten worden de matrijstemperatuur en de openingstijd van de matrijs iets aangepast. De meeste bekende sportschoenen worden tegenwoordig met deze methode gemaakt. Andere methoden bieden een aanzienlijk lager rendement.

2. Traditioneel plat groot schuim

Tegenwoordig wordt dit type proces over het algemeen door kleine fabrieken gebruikt, en de kosten van machines en apparatuur zijn relatief laag. Bij dit proces worden platen gebruikt, die vervolgens door middel van ponsen, slijpen, enzovoort tot producten worden verwerkt. De schuimvormingsomstandigheden zijn relatief constant: de temperatuur ligt tussen 160 en 170 °C, de tijd wordt bepaald door de dikte van de mal (doorgaans 90-110 seconden per mm) en de druk bedraagt ​​150 kg per vierkante centimeter.

3. Klein in de mal Schuim

Dit proces wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van schoenmaterialen, met name voor sportschoenen, om het eerste schuimlaagje voor de tussenzool te maken. Het materiaal wordt volgens een formule gegranuleerd, afgewogen en in een open mal gedaan, waarna het schuim de uiteindelijke vorm van de schoen krijgt.

De moeilijkheid van dit proces zit hem in de symmetrie van de mal en het recept; anders is het lastig om tegelijkertijd de veelvoud en de hardheid te controleren. Vaak is de afmeting wel goed, maar de hardheid niet voldoende, of is de hardheid wel voldoende, maar de afmeting te klein.

De schuimvormingsomstandigheden van dit proces zijn flexibeler, afhankelijk van de vorm en structuur van het product. Vooral de tijdsduur is van belang, de temperatuurverandering is minder groot.

Eerder bespraken we de tweede tussenzool, en hier introduceren we de tweede vorm. Het ruwe embryo van het vorige schuim wordt van de buitenlaag afgeslepen en in de uiteindelijke mal geperst. Het product wordt vervolgens in twee stappen gevormd door verhitting en afkoeling.

Een verwarmingstemperatuur van 125-135 °C is geschikter, met een druk van 50 kg/cm². Verwarm het materiaal gedurende een bepaalde tijd en laat het vervolgens afkoelen met water. Dit levert de tweede tussenzool op. Door deze compressie behoudt de zool een stabielere vorm en zijn de fysieke eigenschappen relatief beter.

4. Superkritische schuimvorming

De moleculaire keten van EVA is lineair, dus tijdens het schuimvormingsproces is het meestal nodig om een ​​verknopingsmiddel toe te voegen om het gas via de verknopingsstructuur in te sluiten. Daarom moet bij superkritische EVA-schuimvorming een oplossing worden gevonden voor het probleem van het insluiten van het gas.

Uit de octrooiliteratuur en bepaalde bedrijfsgegevens blijkt dat het superkritische schuimproces van EVA in principe als volgt verloopt: dicht mengen na verknoping, granulatie, vormen om voorgevulkaniseerde zolen te verkrijgen, de zolen in de autoclaafschuiminrichting, het fysische schuimmiddel in de ketel, en door middel van drukverlaging microporeuze schuimzolen verkrijgen.

morfologische veranderingen van EVA-materiaal: granulatie – injectie / spuitgieten – schuim – zolen.

Een dergelijk schuimvormingsproces kan eenvoudigweg worden omschreven als het vormen van schuim, waarbij het chemische blaasmiddel wordt omgezet in een fysisch blaasmiddel, gevolgd door een snelle drukontlasting. Op deze manier ontstaan ​​superkritische EVA-schuimzolen. Als het hele proces milieuvriendelijk en schoon moet zijn, kan het voorgaande verknopingsproces worden vervangen door een chemische verknopingsmethode, zoals stralingsverknoping.

Het superkritische schuimvormingsproces is de afgelopen twee jaar steeds verder ontwikkeld en verfijnd. De apparatuur en technologie zijn steeds beter geworden, waardoor de formulering en het proces nauwkeuriger worden gereguleerd. Dit is cruciaal voor de uitstekende prestaties en de beheersing van krimp en kosten.