Welche Faktoren hängen mit der Wasserdichtigkeit von EVA-Folie zusammen?

1. Kernfaktor der Formel: Vinylacetat (VA)-Gehalt

VA (Vinylacetat) ist ein wichtiger Copolymerbestandteil von EVA-Harz. Sein Gehalt korreliert negativ mit der Wasserdichtigkeit und beeinträchtigt auch die Flexibilität der Folie. Es ist entscheidend für das Gleichgewicht zwischen Wasserdichtigkeit und Benutzererlebnis:

Niedriger VA-Gehalt (5–15 %): EVA-Molekülketten ähneln eher der Hydrophobie von Polyethylen (PE), was zu einer dichten Molekülanordnung und einer hohen Beständigkeit gegen das Eindringen von Wasser führt, was wiederum zu einer starken Wasserdichtigkeit führt (typischerweise 0,5–1,5 MPa Wasserdruckbeständigkeit). Das Material ist jedoch relativ steif und reißfest und eignet sich daher für Anwendungen, die eine hohe Wasserdichtigkeit, aber eine geringe Flexibilität erfordern (z. B. medizinische Isolationskittel und wasserdichte Membranen für Außenzelte).

Mittlerer VA-Gehalt (15–30 %): Der Anteil hydrophiler VA-Segmente nimmt zu, was zu einer leichten Abnahme der Wasserbeständigkeit (Wasserdruckbeständigkeit 0,3–0,8 MPa), aber einer deutlich verbesserten Flexibilität (kann um 180° gebogen werden, ohne zu reißen) führt, wodurch es für Anwendungen geeignet ist, die sowohl Wasserdichtigkeit als auch Anpassungsfähigkeit erfordern (wie medizinische Verbände und Trägerfolien für Kaltkompressen).

Hoher VA-Gehalt (30 % und mehr): Die Hydrophilie wird weiter verbessert, während die Wasserbeständigkeit deutlich reduziert wird (Wasserdruckbeständigkeit <0,3 MPa). Das Material ist weich wie Gummi und konzentriert sich eher auf „Versiegelung und Anpassungsfähigkeit“ als auf „hochfeste Wasserfestigkeit“. Es wird selten in rein wasserdichten Anwendungen eingesetzt und dient meist als Innenschicht von Verbundfolien (z. B. als Versiegelungsschicht von Lebensmittelverpackungen).

2. Physikalische Strukturfaktoren: Filmdicke

Nimmt man dieselbe Formel an, korreliert die Wasserdichtigkeit von EVA-Folie positiv mit ihrer Dicke. Je dicker die Folie, desto stärker ist die „physikalische Barriere“ für Wassermoleküle und desto länger hält sie Wasserdruck und Sickerwasser stand:

Ultradünn (0,01–0,05 mm): Kann nur geringe Mengen alltäglicher Wasserflecken (wie transparente Pflaster und Staubfilme von elektronischen Bauteilen) blockieren. Die Wasserdruckbeständigkeit beträgt weniger als 0,2 MPa, und bei längerem Eintauchen kann es zu leichtem Wassereintritt kommen. Der Hauptvorteil liegt in der geringen Dicke und nicht in der hohen Wasserdichtigkeit.

Konventionell (0,05–0,2 mm): Es bietet eine ausreichende Grundwasserbeständigkeit (Wasserdruckbeständigkeit von 0,3–1,0 MPa), erfüllt die Anforderungen des täglichen Bedarfs (Regenmantelfutter, wasserdichte Badezimmertaschen) und medizinischer Anwendungen (Verpackung von Infusionssets) und hält Dauerregen oder kurzzeitigem Eintauchen stand.

Dick (0,2 mm und mehr): Die wasserdichte Barriere ist deutlich verbessert (Wasserdruckbeständigkeit von 1,0–2,0 MPa). Einige enthalten außerdem Alterungsschutzmittel/Verstärkungen zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit und eignen sich daher für langfristige Abdichtungsanwendungen im Außenbereich (Campingmatten, Abdichtungsmembranen für Aquakulturen).

III. Verarbeitungsmodifizierende Faktoren: Verbundbehandlung und chemische Modifikation

Die Wasserdichtigkeit von reiner EVA-Folie ist begrenzt (z. B. geringe Wasserbeständigkeit bei hohem VA-Gehalt und geringe Flexibilität dicker Folien). Durch die Kombination mit anderen Materialien oder deren chemische Modifikation kann die Wasserdichtigkeitsgrenze eines einzelnen Materials überschritten und gleichzeitig zusätzliche Funktionalitäten hinzugefügt werden:

Verbundverstärkung: Der gängigste Verbundwerkstoff „EVA + PE/PET/TPU“ – PE erhöht die Hydrophobie, PET die Reißfestigkeit und TPU die Elastizität und Wasserdruckbeständigkeit. Diese Art von Verbundfolie hat eine Wasserdruckbeständigkeit von 2,0–5,0 MPa und übertrifft damit die von reinem EVA bei weitem. Daher eignet sie sich für hochwertige Abdichtungsanwendungen (Outdoor-Jacken, Dachabdichtungsbahnen für Gebäude).

Beschichtungsmodifizierung: Durch die Oberflächenbeschichtung mit hydrophoben Beschichtungen wie Polytetrafluorethylen (PTFE) und Silikon entsteht eine „superhydrophobe Oberfläche“ (Wassermolekül-Kontaktwinkel >120°, wodurch Wassertropfen direkt abperlen). Dies verbessert nicht nur die Wasserabweisung, sondern wirkt auch öl- und schmutzabweisend und erleichtert die Reinigung. Geeignet für Anwendungen wie medizinische Gesichtsmasken und Küchenschürzen.

Vernetzung: Durch Bestrahlung oder chemische Vernetzung werden EVA-Molekülketten in eine dreidimensionale Netzwerkstruktur umgewandelt, wodurch die Moleküllücken minimiert und das Eindringen von Wassermolekülen erschwert wird. Dies verbessert auch die Hochtemperatur- und Alterungsbeständigkeit und macht das Material für Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit geeignet (z. B. für die Abdichtung von Motorräumen in Kraftfahrzeugen und die Verpackung sterilisierter medizinischer Geräte).

Zusammenfassung

Die Wasserdichtigkeit von EVA-Folien ergibt sich aus den kombinierten Effekten von VA-Gehalt (zur Steuerung der grundlegenden Wasserdichtigkeit und Flexibilität), Dicke (zur Steuerung der Wasserdichtigkeit) und Compoundierung/Modifizierung (zur Steuerung der High-End-Leistung). In der Praxis müssen die spezifischen Wasserdichtigkeitsanforderungen der Anwendung (wie Wasserdruckbeständigkeit, langfristige Tauchbeständigkeit und Ölabweisung) berücksichtigt werden, um eine gezielte Parameterkombination auszuwählen und die optimale Übereinstimmung zwischen „Wasserabweisung“ und „Nutzungsanforderungen“ zu erreichen.