EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的英文簡稱,是由無極性、結晶性的乙烯單體與強極性、非結晶性的醋酸乙烯酯單體(又稱VA)組成的無規共聚物。
EVA與PE相比,由于在分子鏈上引入了醋酸乙烯單體,從而降低了結晶度,提高了柔韌性,耐沖擊性,提高了填料混入性和熱密封性,一般密度介于0.91~0.93,透明性和光澤性好。
EVA屬于熱塑性聚合物,因此可用于注塑、擠塑、吹塑、壓延、滾塑真空熱成型、發泡、涂覆、熱封、焊接等加工成型工藝。
一直以來EVA材料都在鞋材中應用廣泛,其共混發泡鞋材具有柔軟、彈性好、減震、耐化學藥品等性能,被廣泛用于中、高檔旅游鞋、登山鞋、拖鞋、涼鞋的鞋底等方面。
而在鞋材方面,EVA發泡工藝一般來說有四種:傳統平板大發泡、模內小發泡、注射交聯發泡以及近幾年十分熱門的超臨界發泡。
傳統平板大發泡
現在小型工廠一般都采用這種,機器設備成本相對低一點。這種工藝做出來的是板材,再通過沖裁、磨邊等流程做成產品。發泡條件比較固定,溫度在160-170,時間由模具厚度決定,一般90-110秒/MM,壓力150KG/平方CM。
模內小發泡
這種工藝主要用在鞋材方面,運動鞋做二次中底的第一次發泡。按配方練好的料造粒,稱重后放入開好模具內,發泡出來就是鞋子的大體樣子。
這種工藝的難點是模具和配方的對稱,否則很難同時控制倍率和硬度。往往是尺寸合格了硬度不夠,硬度夠了尺寸偏小。
此工藝的發泡條件比較靈活,具體要視產品外形結構,當然主要是時間是的變化,溫度的變化也不大。
前面說到二次中底,這里介紹一下第二次成型。將前面發泡好的粗胚磨掉表皮,壓入成品模具內,通過加熱冷卻兩個步驟是產品成型。
加熱溫度在125-135比較合適,壓力50KG/平方CM,加熱一定時間后再水冷,拿出來就是二次中底了。這種壓縮成的底尺寸比較穩定,物理性能相對要好一些。
射出工藝
這種工藝是今后的主流,一道工序做出來就是產品了,只是模具精密度高一些。原理類似于塑膠行業的注塑,只不過注塑是立即開模,而且模具溫度不同,也就是EVA的射出不過就是把塑膠注塑的模溫和開模時間調整了一下而已。現在知名運動鞋大多型體都改用這種方法做了。
超臨界發泡
充分利用了超臨界CO2在聚合物中的較快的擴散速率和較大的溶解度。
發泡時聚合物處于半固態,熔融區使得泡孔可以生長,而未熔融區則提供了熔體強度,維持了泡孔結構。
極快速泄壓,誘導形成極高的成核速率,確保形成具有微納米尺寸、高孔密度的泡孔結構。
CO2固態發泡機理
超臨界流體珠粒發泡工藝
聚合物顆粒放置在高壓釜內; 通入超臨界流體,超臨界流體在高溫高壓條件下溶脹擴散進入聚合物基體; 然后通過泄壓閥門快速泄壓實現微孔發泡。
超臨界流體片材發泡工藝
將模壓機上的發泡模具升溫, 待達到發泡溫度后,將聚合物放入模具,模壓機合模,模具密封, 向模具內充入超臨界流體,超臨界流體向聚合物溶脹擴散30?180分鐘, -
然后模壓機開模泄壓發泡,即可得到泡孔尺寸和密度可控的聚合物微孔發泡材料。
兩個工藝的對比
項目 | 板材發泡(模壓) | 珠粒發泡(釜式) |
外觀 | 外觀可以用傳統的二次模壓模具成型細膩花紋 | 外觀有粒子熔接痕紋,比較單一,有包裝制品的廉價感,并易出現審美疲勞。 |
發泡體一致性 | 均勻一致 | 受工藝限制,無法保證每一顆發泡珠粒都均勻一致,成型極易產生老鼠洞 |
密度 | 最低可達0.07,成型中底最低達到0.09-0.1 | 發泡珠粒最低0.1,成型中底最低達到0.13-0.15 |
是否上新設備 | 使用現有設備 | 需要使用專用成型機 |
成型效果 | 前掌、后跟硬度一致 | 前掌后跟成型壓縮比不同,前后硬度有差異 |
利用率 | 利用率低,切屑多 | 利用率高 ? |
原文始發于微信公眾號(艾邦彈性體網):鞋材EVA發泡工藝盤點