Какие факторы влияют на водонепроницаемость пленки EVA?

1. Основной фактор формулы: содержание винилацетата (ВА)

ВА (винилацетат) — ключевой сополимерный компонент ЭВА-смолы. Его содержание отрицательно коррелирует с водонепроницаемостью и также влияет на гибкость плёнки. Он критически важен для баланса между водонепроницаемостью и удобством использования:

Низкое содержание ВА (5–15%): молекулярные цепи ЭВА более гидрофобны, чем полиэтилен (ПЭ), что обеспечивает плотную молекулярную структуру и высокую водостойкость, что обеспечивает высокую водонепроницаемость (обычно водостойкость 0,5–1,5 МПа). Однако материал относительно жёсткий и устойчив к разрывам, что делает его пригодным для применения в областях, где требуется высокая водонепроницаемость при низкой гибкости (например, для медицинских изоляционных халатов и водонепроницаемых мембран для палаток).

Среднее содержание ВА (15–30 %): доля гидрофильных сегментов ВА увеличивается, что приводит к небольшому снижению водостойкости (сопротивление давлению воды 0,3–0,8 МПа), но значительно повышает гибкость (можно согнуть на 180° без растрескивания), что делает его пригодным для применений, требующих как водонепроницаемости, так и эластичности (например, медицинские повязки и пленки-носители для холодных компрессов).

Высокое содержание ВА (30% и более): гидрофильность дополнительно повышается, а водостойкость значительно снижается (сопротивление давлению воды <0,3 МПа). Материал мягкий, как резина, и ориентирован скорее на «герметизацию и прилегание», чем на «высокую гидроизоляцию». Он редко используется в чисто водонепроницаемых приложениях и в основном используется в качестве внутреннего слоя композитных плёнок (например, герметизирующего слоя пищевой упаковки).

2. Факторы физической структуры: толщина пленки

Используя ту же формулу, можно сказать, что водонепроницаемость плёнки ЭВА положительно коррелирует с её толщиной. Чем толще плёнка, тем прочнее «физический барьер» для молекул воды и тем дольше она устойчива к давлению воды и просачиванию:

Ультратонкий (0,01–0,05 мм): способен задерживать лишь небольшое количество повседневных пятен от воды (например, от прозрачных пластырей и пыли от электронных компонентов). Водостойкость составляет менее 0,2 МПа, и при длительном погружении возможно небольшое просачивание воды. Его основное преимущество заключается в «тонкости», а не в «высокой водонепроницаемости».

Обычная (0,05–0,2 мм): обеспечивает достаточную базовую водонепроницаемость (сопротивление давлению воды 0,3–1,0 МПа), что соответствует потребностям повседневных нужд (подкладка плащей, водонепроницаемые сумки для ванной) и медицинского назначения (упаковка капельниц), может выдерживать продолжительный дождь или кратковременное погружение в воду.

Толщина (0,2 мм и более): водонепроницаемость значительно повышена (сопротивление давлению воды 1,0–2,0 МПа). Некоторые из них также содержат антивозрастные/армирующие добавки для повышения устойчивости к атмосферным воздействиям, что делает их пригодными для долговременной наружной гидроизоляции (кемпинговые коврики, гидроизоляционные мембраны для аквакультуры).

III. Факторы модификации обработки: композитная обработка и химическая модификация

Водонепроницаемость чистой плёнки ЭВА имеет ограничения (например, слабая водостойкость при высоком содержании ВА и низкая гибкость толстых плёнок). Комбинируя её с другими материалами или химически модифицируя, можно превзойти предел водонепроницаемости одного материала, а также добавить дополнительные функциональные возможности:

Композитное армирование: наиболее распространён композит «ЭВА + ПЭ/ПЭТ/ТПУ» — ПЭ повышает гидрофобность, ПЭТ — прочность на разрыв, а ТПУ — эластичность и водостойкость. Водостойкость этой композитной плёнки составляет 2,0–5,0 МПа, что значительно превышает показатели чистого ЭВА, что делает её пригодной для использования в гидроизоляционных материалах высокого класса (наружные оболочки, гидроизоляционные мембраны для крыш зданий).

Модификация покрытия: Покрытие поверхности гидрофобными материалами, такими как политетрафторэтилен (ПТФЭ) и силикон, создаёт «супергидрофобную поверхность» (контактный угол с молекулами воды >120°, что позволяет каплям воды скатываться). Это не только улучшает водоотталкивающие свойства, но и отталкивает масло и грязь, облегчая очистку. Подходит для таких применений, как медицинские маски для лица и кухонные фартуки.

Сшивание: Под действием облучения или химического сшивания молекулярные цепи ЭВА преобразуются в трёхмерную сетчатую структуру, минимизируя межмолекулярные зазоры и затрудняя проникновение молекул воды. Это также повышает устойчивость к высоким температурам и старению, делая его пригодным для использования в условиях высоких температур и влажности (например, в качестве гидроизоляционных мембран для автомобильных моторных отсеков и упаковки стерилизованных медицинских приборов).

Краткое содержание

Водонепроницаемость пленки ЭВА определяется совокупностью таких факторов, как содержание ВА (определяющее базовую водонепроницаемость и гибкость), толщина (определяющая водонепроницаемость) и состав/модификация (определяющие высокие эксплуатационные характеристики). На практике для выбора оптимального сочетания параметров необходимо учитывать конкретные требования к водонепроницаемости (такие как водостойкость, стойкость к длительному погружению в воду и маслоотталкивающие свойства) для достижения оптимального соответствия между «водоотталкивающими свойствами» и «требованиями к эксплуатации».