1.Bahan EVOH Gambaran Keseluruhan: Daripada Bahan Kimia Asas kepada Bahan Penghalang Berprestasi Tinggi
VinylEthylene Vinyl Alcohol Polymer ialah bahan polimer berfungsi dengan sifat penghalang yang sangat baik. Ia digunakan secara meluas dalam pembungkusan makanan, pembungkusan farmaseutikal, tangki bahan api kereta dan paip pemanasan bawah lantai. Ciri terbesarnya ialah kebolehtelapan oksigen yang sangat rendah, itulah sebabnya ia digelar sebagai "bahan penghalang berprestasi tinggi-" dalam bidang pembungkusan plastik.
Tidak seperti plastik biasa seperti polietilena (PE) dan polipropilena (PP), EVOH tidak dipolimerkan secara langsung daripada bahan tunggal tetapi dihasilkan melalui tindak balas kimia berbilang-langkah. Bahan mentah utamanya datang daripada rantaian industri petrokimia, dengan bahan teras termasuk etilena dan vinil asetat (VA).
Dari segi rantaian industri, EVOH tergolong dalam bidang kimia halus dan polimer berprestasi tinggi. Hulu bergantung kepada bekalan bahan mentah petrokimia, dan aliran tengah menghasilkan resin EVOH melalui pempolimeran, pengalkoholan dan proses lain. Pemprosesan hiliran menjadi bahan pembungkusan filem, kepingan, paip dan komposit.
2. Bahan mentah teras EVOH: Etilena dan vinil asetat
Bahan mentah utama EVOH ialah etilena vinil asetat kopolimer (EVA). Laluan pengeluaran adalah seperti berikut:
Etilena → Kopolimer etilena asetat (EVA) → Kopolimer alkohol etilena vinil (EVOH)
(1) Etilena
Etilena adalah salah satu bahan mentah kimia asas terbesar di dunia dan bahan monomer terpenting dalam industri plastik.
Etilena terutamanya berasal dari:
Naphtha retak
keretakan etana;
Teknologi olefin arang batu.
Selepas tindak balas kimia, etilena boleh digunakan dalam pengeluaran pelbagai bahan polimer, seperti:
polietilena (PE);
Bahan berkaitan PVC;
EVA;
EVOH et al.
Semasa pengeluaran EVOH, etilena menyediakan struktur etilena dalam rantai polimer, memberikan bahan yang fleksibel, boleh diproses dan rintangan lembapan.
Kandungan etilena juga merupakan penunjuk penting prestasi EVOH. Secara umum:
Kandungan etilena rendah → prestasi penghalang oksigen yang tinggi, tetapi rintangan kelembapan yang lemah;
Kandungan etilena tinggi → meningkatkan fleksibiliti, meningkatkan prestasi pemprosesan, tetapi mengurangkan prestasi halangan.
Oleh itu, medan aplikasi yang berbeza akan memilih nisbah etilena berbeza gred EVOH.
(2) Vinyl asetat
Etilena asetat adalah satu lagi bahan mentah utama untuk pengeluaran alkohol vinil.
Vinyl asetat terutamanya terdiri daripada:
Etilena;
Asid asetik;
Oksigen
disediakan melalui tindak balas pemangkin.
Etilena asetat mula-mula berkopolimer dengan etilena untuk membentuk:
Etilena vinil asetat
EVA kemudiannya dialkohol untuk menukar kumpulan asid asetik kepada struktur hidroksil, mengakibatkan:
Kopolimer alkohol etilena vinil
Antaranya, struktur etilena alkohol adalah kunci kepada sifat penghalang tinggi EVOH.
3. Proses pengeluaran EVOH: Daripada EVA kepada Resin Penghalang Prestasi Tinggi
Alkohol vinil dan alkohol vinil tidak boleh dipolimerkan secara langsung kerana alkohol vinil itu sendiri terlalu tidak stabil untuk pempolimeran industri langsung. Oleh itu pengeluaran perindustrian mengambil laluan tidak langsung.
Keseluruhan proses pengeluaran terdiri daripada tiga langkah utama:
Fasa 1: Kopolimerisasi etilena dengan kopolimerisasi vinil asetat
Pertama, etilena dan vinil asetat kopolimer untuk membentuk resin EVA.
Fasa ini menentukan:
Struktur molekul;
Nisbah etilena;
Prestasi produk seterusnya.
Peringkat kedua: tindak balas alkohol
unit vinil asetat dalam EVA ditukar kepada unit alkohol vinil oleh alkohololisis.
Pemahaman Mudah:
Vinyl asetat → → Struktur vinil alkohol
Semakin tinggi keterlarutan alkohol, semakin tinggi perkadaran kumpulan hidroksil dalam EVOH, dan semakin baik prestasi penghalang oksigen bahan tersebut.
Fasa III: Pemprosesan Granulasi
Selepas pemecahan alkohol, EVOH melalui:
Pembersihan;
kering;
Penyemperitan cair
Pemotongan zarah;
Akhirnya, zarah resin EVOH terbentuk.
Zarah resin ini dijual semula kepada syarikat perfileman dan diproses menjadi produk akhir melalui peniupan, tuangan dan penyemperitan bersama-berbilang lapisan.
Bagaimanakah struktur bahan mentah mempengaruhi prestasi EVOH?
Prestasi EVOH berkait rapat dengan bahagian bahan mentah, dan penunjuk yang paling penting ialah kandungan etilena.
Kandungan etilena biasanya sekitar 20% hingga 50%, dengan nisbah yang berbeza membawa kepada sifat yang berbeza.
Kandungan etilena rendah EVOH
ciri-ciri:
Prestasi penghalang oksigen ultra-kuat;
Ketelusan yang tinggi;
Sesuai untuk pembungkusan dalam permintaan tinggi.
Permohonan:
Filem penghalang makanan tinggi;
Pembungkusan dadah;
Bahan pembungkusan ketepatan.
Kelemahan:
Higroskopisitas yang kuat;
Pemprosesan agak sukar.
EVOH tinggi dalam etilena
ciri-ciri:
Fleksibiliti yang lebih baik;
Tetingkap pemprosesan yang lebih luas;
Meningkatkan rintangan kelembapan.
Permohonan:
Sistem bahan api automotif;
Pembungkusan industri;
Lapisan penghalang oksigen saluran paip.
Kelemahan:
prestasi halangan oksigen menurun.
Oleh itu, perusahaan pengeluaran EVOH perlu melaraskan nisbah etilena mengikut permintaan pasaran dan membangunkan gred produk yang berbeza.
