The influence of fillers on the properties of hot-melt adhesives

Etilen-vinil acetat (EVA) je kopolimer etilena i vinil acetata i najčešće korišteni bazni polimer u toplo taljivim adhezivima opće namjene. Svojstva polimera etilena i vinil acetata daju ovom kopolimeru široku primjenu i zbog svoje pouzdanosti i trajnosti, toplo taljiva EVA ljepila koriste se u raznim industrijama, za različite primjene. Punila koja su korištena prilikom ovog rada su silicijev dioksid, SiO2 i titanijev dioksid, TiO2, koji su u novije vrijeme jedni od najčešće korištenih oksida za pripravu polimernih kompozita. U ovom radu pripravljeni su kompoziti EVA+SiO2 i EVA+TiO2 s različitim volumnim udjelima punila od 0,1; 0,3; 0,5; i 1,0 % zamiješavanjem u talini u Brabender gnjetilici. Metodom kontaktnog kuta određena je slobodna površinska energija komponenata pomoću koje su određeni parametri adhezije kompozita EVA+SiO2 i EVA+TiO2. Diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC) i termogravimetrijskom analizom (TGA) ispitana su toplinska svojstva EVA matrice te kompozita, a mehanička svojstva određena su rasteznim ispitivanjem na mehaničkoj kidalici. Iz parametara adhezije može se pretpostaviti da će se značajnije interakcije uspostavljati između EVA matrice i TiO2 punila u odnosu na SiO2 punilo. Prema rezultazima DSC analize, vidljivo je da je ispitivani EVA kopolimer semikristalan, a dodatak punila nema značajan utjecaj na temperature kristalizacije i taljenja. Obje vrste punila ometaju kristalizaciju EVA matrice obzirom da su entalpije kristalizacije kompozitnih sustava niže od EVA-e (osim za sustave s 0,1 % punila). Rezultati TGA analize pokazali su da dodatak SiO2 i TiO2 punila nema značajni utjecaj na toplinsku stabilnost EVA matrice. Ispitivanja mehaničkih svojstava pokazala su da je EVA kopolimer izrazito žilav materijal, te da dodatak punila u ispitivanom rasponu koncentracija povećava čvrstoću i modul EVA matrice.Ethylene vinyl acetate (EVA) is a copolymer of ethylene and vinyl acetate and the most commonly used base polymer in hot melt adhesivesof general purpose. The properties of the polymers of ethylene and vinyl acetate give this copolymer wide application and due to its reliability and durability, hot melt EVA adhesives are used in various industries, for various applications. The fillers used in this work are silicon dioxide, SiO2 and titanium dioxide, TiO2, which are recently one of the most commonly used oxides for the preparation of polymer composites. In this work EVA+SiO2 and EVA+TiO2 composites with different volume filler contents of 0.1; 0.3; 0.5; and 1,0 % were prepared by mixing in the Brabender plasticorder. The surface free energy of the components was determined by the contact angle method, and was used to determine the adhesion parameters of EVA+SiO2 and EVA+TiO2 composites. The thermal properties of the composites were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The mechanical properties were determined by a tensile test. From the adhesion parameters it can be assumed that more significant interactions will be established between the EVA matrix and TiO2 filler compared to SiO2 filler. According to the results of DSC analysis, EVA copolymer is semi-crystalline, and the addition of filler has no significant effect on the crystalline and melting temperature. Both fillers hinder crystallization of EVA matrix (except in systems with 0,1 % filler addition). The results of the TGA analysis showed that the addition of SiO2 and TiO2 fillers to the EVA matrix did not have a significant effect on the thermal stability of the EVA matrix. EVA copolymer is an extremely tough material, and the addition of filler in the concentration range up to 1,0 % increases the strength and modulus of the EVA matrix