乙烯/醋酸乙烯酯共聚物

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（ethylene-vinyl acetate copolymer，简称EVA或E/VAC），^[1][2]是由乙烯和醋酸乙烯酯zhǐ两种单体在过氧化物引发下共聚而成的水不溶性高分子，^[5]外观为透明至半透明的无色粉末或颗粒，无臭，分子式为(C₂H₄)x·(C₄H₆)y。^[4][3]按醋酸乙烯（VA）含量不同，EVA可分为三大类品种：EVA树脂（VA 含量小于40%）、EVA弹性体（VA含量约为40%~70%）及EVA乳液（VA含量约为70%~95%）。^[6]EVA的性能，包括溶解性、玻璃化转变温度和机械强度等性能随分子量、VA的含量和熔融指数（MI）的变化而变化。^[2][7]EVA的化学性质稳定。与高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE）并称为四大乙烯系列共聚物。EVA的应用十分广泛，可用于包装膜、农用膜、热熔胶、涂料、油墨、电线电缆以及降凝剂等材料领域。^[8]

1928年，美国人H.F. 马克首次以低压法得到乙烯-醋酸乙烯酯树脂。1938年，英国卜内门化学工业公司（ICI）发表了高压聚合法制造的专利。^[9]1960年，美国杜邦公司采用高压本体法，实现了低VAC含量的EVA工业化生产。^[10]之后，随着EVA材料用途的拓广及聚合技术的进一步改进，各类EVA制品涌入市场。^[9]

EVA是由乙烯单体与乙酸乙烯单体共聚而成的无规共聚物。按照乙烯和乙酸乙烯两者的配比和工艺的差异，分为三类品种：EVA树脂、EVA弹性体和EVA乳液。^[11]EVA树脂，VA的含量在40%以下，一般为5%~40%。EVA树脂性能接近PE树脂，主要用于塑料和改性材料；EVA弹性体，VA含量约在40%~70%，柔软而富有弹性，主要用于弹性体；EVA乳液，VA含量约在70%~95%，产品为乳液状，主要用于黏合剂和涂层。^[6][9]

VA含量在10％~20％的EVA可用于制备薄膜。因为其具有韧性好、抗冲性能优良、透明度高、不易降解、无毒无害和收缩率低等特点，广泛用于食品、化学药品和农药包装领域。^[6][11]农用棚膜也主要采用EVA薄膜，其保温性好、弹性高、耐环境应力开裂性强。^[6]由于保温性好，夜间散热量低，尤适用于寒冷地区，且收成高，使用时间长，易于回收。^[11]根据农膜的不同应用，对EVA改性可制成无雾农膜、抗紫外线膜、温室农膜被覆材料。^[6]

VA含量在30%~50%的EVA可用于制备热熔胶。由于其具有优良的稳定性和机械性能，黏度适中且热封性优良，固化速度快，湿粘性好，对难以粘结的薄膜基质有特殊的粘结性，被大量用于EVA热熔胶制备。EVA热熔胶无毒无害，固化时间短，适应高自动化高精度生产流水线操作，在家电汽车装配改造、书籍装订封边、家具边角粘接和组合、制革中均可使用。^[6][11]

EVA共聚物发泡材料具有质轻、回弹性好、力学性能好、易着色、穿着舒适、成本低等优点，因而被广泛运用于鞋材行业。^[12]它不但可作旅游鞋的发泡中底和鞋垫，也可作皮鞋、布鞋的外底和凉拖鞋。^[13]

电线电缆中使用的EVA树脂，VA含量在12%~24%，由于其具有优良的抗断裂和易交联特性，广泛用于制备热收缩性绝缘材料、阻燃绝缘材料和半导体绝缘材料等。^[6]

EVA乳液具有很好的机械性和机械稳定性、较高的粘性、耐蠕变性及热封性，广泛用于各种材料的粘接。地毯背面的EVA涂层，在加入其它化学助剂后，能增强柔韧性和粘合性，手感较软，且具有阻燃性。^[11]

VA含量在40%-80%的EVA可制备成橡胶。EVA橡胶不仅具有良好的耐臭氧、耐紫外以及耐热氧老化性能，能够在175℃长期使用，^[14]还具有优良的柔韧性、透明性、黏着性、耐候性、耐化学药品性以及与填料、色料的相容性。^[15]在电线电缆、胶辊gǔn、家用电器及汽车橡胶配件方面的应用非常广泛。^[15]

半结晶EVA是扩散控制药物释放体系中使用最多的聚合物，具有生物相容性好、加工成型方便、机械性能好、通透性小及理化性质稳定等特点，能够进行长期且可控的药物释放，已广泛应用于子宫内给药、眼用给药、透皮治疗、植入给药等体系。^[16]

EVA在汽车制造业也有广泛应用，可制作挡泥板、离合器防尘盖、热空气软管等。由于EVA树脂柔软性和韧性好，适用于医用输血管、食品饮料用软管、供水软管和高透明用途的软管等，也适用于生产片材、板材、低发泡制品、注塑成型品。由于EVA弹性好，可制成各种防震制品、自行车鞍座和高尔夫球。在高新科技领域内，EVA可用于导电薄膜、弹性电极等。将EVA用于石油降凝剂，可使原油凝点从30℃降至8℃，从而使原油的低温性能获得改善。^[11]

EVA的性能取决于分子量、VA的含量和熔融指数（MI）。^[2][7]

高VA比例的EVA可溶于二氯甲烷、氯仿等；低VA比例的EVA，只有在熔融状态下才能溶于有机溶剂。^[5]

EVA的相对分子质量越大，玻璃化转变温度和机械强度越升高。当相对分子质量相同时，VA含量越高，材料的柔软性、透明性和弹性越大；反之，VA含量下降，则向聚乙烯性质转化。^[5]

EVA中VA含量增加，结晶度呈线性的下降。用下式表达：结晶度%=63.0-1.47×VA%（重）^[17]

结晶度和玻璃化转变温度直接影响EVA的通透性。加工工艺、增塑剂、结构中的乙酰xiān基都会影响材料的结晶度和玻璃化温度，进而影响通透性。^[18]对于VA比例＜40％的共聚物，VA比例越大，结晶度越低，药物通透性越大。当VA比例＞50％时，通透性是结晶度和玻璃化转变温度共同作用的结果。^[19]

当熔融指数（MI）一定时，VA含量增高，EVA的弹性、粘合性、柔软性、溶解性、透明性也随着提高。当VA含量低，刚性增高，耐磨性、电绝缘性提高。若VA含量一定，熔融指数增加时，则软化点下降，故加工性和表面光泽改善，但强度下降。相反，随熔融指数减小，分子量增大，提高其耐冲击性。^{[2][9][7][20]}

EVA性能同样受分子链支化度的影响。第一，由于聚合物结晶度被降低，同时还增加了聚合物链之间的距离，使其抗老化性、耐冲击性、相容性、柔韧性显著增强；第二，EVA中原有的乙酸集团形成了空间障碍，结晶度和玻璃化转变温度发生了变化，也影响了EVA的热稳定性、老化性能及其他物理机械性能。在EVA中，短支链（少于6个碳原子）和长支链（6个碳原子以上）对EVA性能的影响也不同。短支链会破坏PE链的结晶性，但数目较少，影响较小；长支链会使EVA熔体弹性变大。^[21]

EVA的化学性质稳定，耐强酸和强碱，抗老化和耐臭氧强度好，但强氧化剂和长期高热会降低其稳定性。另外，EVA对油性物质的耐受性差，例如蓖bì麻油对其有一定的溶蚀作用。^[1][18]

关于制备EVA的方法有4种，包括：高压法连续本体聚合、中压悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。其中大多数企业采用高压法连续本体聚合工艺，后两者溶液聚合和乳液聚合工艺应用较少。^[6]

将引发剂、分子量调节剂、乙烯和醋酸乙烯酯按适当配比装入反应器中，在一定压力和温度的条件下，进行游离基共聚反应，得到VA含量在10%~45%的分子量为2~50万的共聚物。^[22]

首先，将水和聚丙烯酸盐等作为悬浮稳定剂，与醋酸乙烯做成悬浮球，放入氮封的反应釜中。然后，通入乙烯，在游离基引发剂的存在下，在一定压力和温度的条件下，边搅拌边聚合，可以得到含VA在30%~40%的固态EVA。^[17]

将乙烯和醋酸乙烯在叔丁醇或其水溶液中，将偶氮二异丁腈作为引发剂，在一定压力和温度下进行溶液聚合，得到VA含量35%以上的共聚物。^[9][22]

在反应的容器中，加入醋酸乙烯酯及引发剂K2S2O3或(NH4)2S2O3到配制好的乳化液反应介质中，再通入乙烯气体，在一定压力和温度下聚合，可得VA含量为70%~95%的共聚乳液。^[9][22][20]

LD50：1886mg/kg，小鼠^[18]

EVA粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定浓度时，遇火星会发生爆炸。加热分解产生易燃气体。^[3]

皮肤接触：及时脱去被污染的衣服，用大量的清水冲洗接触的部位。^[3]

眼睛接触：用清水或生理盐水冲洗，及时就医。^[3]

吸入：立即转移至新鲜空气处，若感不适，立即就医。^[3]

食入：饮用温水，及时催吐，并立即就医。^[3]

当遇到泄露时，处理人员应戴全面罩，穿防毒服，不要直接接触泄露物。要立即限制出入，隔离泄露的污染区，同时切断火源，防止发生爆炸。对于泄露的物质，要小心扫起，避免扬尘，置于袋中转移至安全场所。若遇到大量泄漏，要收集回收或者运至废物处理场所处置。^[3]

消防人员须佩戴防毒面具，穿全身消防服，使用雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳和沙土，在上风向灭火。^[3]