1. EVOH anyagok áttekintése: az alapvető vegyi anyagoktól a nagy teljesítményű záróanyagokig
A vinil-etilén-vinil-alkohol polimer egy funkcionális polimer anyag, kiváló záró tulajdonságokkal. Széles körben használják élelmiszer-, gyógyszer-, üzemanyag-tartályokban és padlófűtési csövekben. Legnagyobb jellemzője rendkívül alacsony oxigénáteresztő képessége, ezért a műanyag csomagolások területén a "nagy teljesítményű záróanyagnak" nevezték el.
Ellentétben az olyan általános műanyagokkal, mint a polietilén (PE) és a polipropilén (PP), az EVOH-t nem közvetlenül egyetlen anyagból polimerizálják, hanem többlépcsős kémiai reakcióval állítják elő. Fő nyersanyagai a petrolkémiai ipari láncból származnak, a fő alapanyagok közé tartozik az etilén és a vinil-acetát (VA).
Az ipari láncot tekintve az EVOH a finomkémiai és a nagy teljesítményű polimer területek közé tartozik. Az upstream függ a petrolkémiai nyersanyagok ellátásától, a középső rész pedig EVOH gyantát állít elő polimerizáción, alkoholizáláson és egyéb eljárásokon keresztül. Feldolgozás fóliává, lemezké, csővé és kompozit csomagolóanyaggá.
2. Az EVOH alapvető nyersanyagai: etilén és vinil-acetát
Az EVOH fő alapanyaga az etilén-vinil-acetát kopolimer (EVA). A gyártás menete a következő:
Etilén → Etilén-acetát kopolimer (EVA) → Etilén-vinil-alkohol kopolimer (EVOH)
(1) Etilén
Az etilén a világ egyik legnagyobb vegyi alapanyaga, és a műanyagipar legfontosabb monomerje.
Az etilén főként a következőkből származik:
Nafta repedés
etán repedés;
Szén olefin technológia.
Kémiai reakciók után az etilén felhasználható különféle polimer anyagok előállítására, mint például:
polietilén (PE);
PVC-vel kapcsolatos anyagok;
EVA;
EVOH et al.
Az EVOH gyártás során az etilén biztosítja az etilén szerkezetét a polimer láncban, rugalmassá, feldolgozhatóvá és nedvességállóvá téve az anyagot.
Az etiléntartalom is fontos mutatója az EVOH teljesítményének. Általában:
Alacsony etiléntartalom → magas oxigénzáró teljesítmény, de gyenge nedvességállóság;
A magas etiléntartalom → javítja a rugalmasságot, javítja a feldolgozási teljesítményt, de csökkenti a gát teljesítményét.
Ezért a különböző alkalmazási területek eltérő etilénarányú EVOH-minőséget választanak.
(2) Vinil-acetát
Az etilén-acetát egy másik kulcsfontosságú nyersanyag a vinil-alkohol előállításához.
A vinil-acetát főként a következőkből áll:
etilén;
ecetsav;
Oxigén
katalitikus reakcióval állítják elő.
Az etilén-acetát először kopolimerizálódik etilénnel, és így keletkezik:
Etilén-vinil-acetát
Az EVA-t ezután alkoholizálják, hogy az ecetsavcsoportokat hidroxil-struktúrákká alakítsák, ami:
Etilén-vinil-alkohol kopolimer
Ezek közül az etilén-alkohol szerkezete a kulcsa az EVOH magas záró tulajdonságainak.
3. EVOH gyártási folyamat: az EVA-tól a nagy teljesítményű zárógyantákig
A vinil-alkohol és a vinil-alkohol nem polimerizálható közvetlenül, mert maga a vinil-alkohol túl instabil a közvetlen ipari polimerizációhoz. Az ipari termelés tehát közvetett úton halad.
A teljes gyártási folyamat három fő lépésből áll:
1. fázis: Etilén kopolimerizáció vinil-acetát kopolimerizációval
Először az etilén és a vinil-acetát kopolimerizálódik, és EVA gyantát képez.
Ez a fázis meghatározza:
Molekulaszerkezet;
etilén arány;
A termék későbbi teljesítménye.
Második szakasz: alkoholízis reakció
Az EVA-ban lévő vinil-acetát egységeket alkohololízissel vinil-alkohol egységgé alakítják.
Egyszerű megértés:
Vinil-acetát → → Vinil-alkohol szerkezet
Minél nagyobb az alkohol oldhatósága, annál nagyobb a hidroxilcsoportok aránya az EVOH-ban, és annál jobb az anyag oxigénzáró képessége.
III. fázis: Granulációs feldolgozás
Az alkohol lebontása után az EVOH a következőkön megy keresztül:
Tisztítás;
Száraz;
Olvadékextrudálás
Részecskevágás;
Végül EVOH gyanta részecskék képződnek.
Ezeket a gyantarészecskéket filmgyártó cégeknek értékesítik, és fúvással, öntéssel és többrétegű koextrudálással végtermékké dolgozzák fel.
Hogyan befolyásolja az alapanyag szerkezete az EVOH teljesítményét?
Az EVOH teljesítménye szorosan összefügg az alapanyagok arányával, a legfontosabb mutató az etiléntartalom.
Az etiléntartalom jellemzően 20% és 50% között van, és a különböző arányok különböző tulajdonságokat eredményeznek.
Alacsony etilén tartalmú EVOH
Jellemzők:
Ultra{0}}erős oxigénzáró teljesítmény;
Magas átláthatóság;
Alkalmas nagy igények csomagolására.
Alkalmazás:
Magas élelmiszer-záró fólia;
Gyógyszercsomagolás;
Precíziós csomagolóanyagok.
Gyengeségek:
Erős higroszkóposság;
A feldolgozás viszonylag nehéz.
Magas etiléntartalmú EVOH
Jellemzők:
Jobb rugalmasság;
Szélesebb feldolgozási ablak;
Javítsa a nedvességállóságot.
Alkalmazás:
Gépjármű-üzemanyag-rendszerek;
Ipari csomagolás;
A csővezeték oxigénzáró rétege.
Gyengeségek:
az oxigéngát teljesítménye csökkent.
Ezért az EVOH-t gyártó vállalkozásoknak a piaci kereslethez kell igazítaniuk az etilén arányát, és különböző minőségű termékeket kell kifejleszteniük.
