乙烯-乙酸乙烯酯共聚物阻燃...析（1990—2020年）_宋恪淳.pdf

综述CHINASYNTHETICRESINANDPLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料，2023，40（1）：71乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）是近年来发展迅速的一种热塑性高分子材料，具有良好的柔韧性、低温韧性、耐环境应力开裂性和耐候性等，且EVA便于加工成型，适于挤出、注射和热成型等多种加工方式，主要应用于电线电缆、泡沫塑料制品、密封件、医用导管、绝缘薄膜、黏合剂及其他树脂的改性剂等。然而，EVA极易燃烧，且燃烧过程中还存在热释放速率大、有熔融滴落和产生DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2023.01.17*乙烯-乙酸乙烯酯共聚物阻燃研究现状及趋势基于文献计量分析（19902020年）宋恪淳1，程 博1，沈 清2，刘雄军2，李虹昆2，李定华1*，王银杰1，杨荣杰1（1.北京理工大学材料学院，国家阻燃材料工程技术研究中心，北京 100081；2.江苏上上电缆集团新材料有限公司，江苏溧阳 213300）摘 要：利用文献计量学方法，以中国知网、SCI和国家知识产权局数据库为基础，通过对乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）阻燃领域19902020年国内外公开出版的学术论文和专利技术进行检索，分析EVA阻燃技术的发展现状，揭示其文献增长、研究主题等特征，并尝试通过热点关键词分析不同共混体系和阻燃体系的论文数据，对研究热点进行总结。结果表明：2004年以前，国内外对EVA阻燃方向的研究关注有限；2004年以后，国内相关学术论文及专利申请的数量明显上升，与国外EVA阻燃方向的研究开发具有相同趋势。总体来看，目前，EVA阻燃体系仍然以无机填充型阻燃剂为主，而高效的阻燃协效体系设计、纳米阻燃剂应用技术的开发是未来的发展趋势。关键词：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 阻燃 论文 专利 文献计量中图分类号：TQ317 文献标志码：A 文章编号：1002-1396（2023）01-0071-07Overview of development of EVA flame retardant based on metrological analysis of scientific literatures（19902020）Song Kechun1，Cheng Bo1，Shen Qing2，Liu Xiongjun2，Li Hongkun2，Li Dinghua1，Wang Yinjie1，Yang Rongjie1（1.National Engineering Research Center of Flame Retardant Material，School of Materials Science and Engineering，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China；2.New Material Co.，Ltd.，Jiangsu Shangshang Cable Group，Liyang 213300，China）Abstract：Themethodofbibliometricsisusedtosearchtheacademicpublicationsandpatenttechnologiesinthefieldofflameretardedethylene-vinylacetatecopolymer（EVA）from1990to2020onthebasisofChinaNationalKnowledgeInfrastructure，SCIandChinaNationalIntellectualPropertyAdministrationdatabasetoanalyzethetechnologicaldevelopmentofflameretardancyofEVA.Thenitrevealsthecharacteristicsoftherelatedpublicationsincludingliteraturegrowth，researchthemes，etc.Theresearchhotspotsaresummarizedbymeansofthehotkeywordanalysisondifferentblendingsystemsandflameretardantsystems.Theresultsshowthatbefore2004，relativedomesticandforeignpublicationsandpatentapplicationsarerelativelyless.Since2004，relatedpublicationsandpatentshaveincreasedsignificantlyfollowinginternationaltrends.Overall，thecurrentflameretardancytechnologiesofEVAarestilldominatedbyinorganicflameretardants，andthefuturetrendsincludenovelefficientsynergisticflameretardantsystemandnanotechnologies.Keywords：ethylene-vinylacetatecopolymer；flameretardancy；publication；patent；bibliometrics收稿日期：2022-07-27；修回日期：2022-10-26。作者简介：宋恪淳，男，1996年生，在读研究生，现主要从事无卤阻燃高分子纳米复合材料的研究工作。E-mail：。基金项目：国家国际科技合作专项（2014DFA52900）；江苏省重点研发计划（BE2015123）。通信联系人。E-mail：。合 成 树 脂 及 塑 料2023年第40卷.72.大量烟雾等缺点，极大限制了其在家电、建筑、建材和电缆等领域的应用1。因此，对EVA阻燃技术的研究已成为EVA材料领域的重要研究内容。文献计量学是以文献体系和文献计量特征为研究对象，采用数学、统计学等的计量方法，评价和预测科学技术的现状与发展趋势的图书情报学分支学科，被广泛应用于国内外科研评价、科学技术发展态势分析等工作中2-4。近年来，国内在EVA阻燃领域开展了大量的研究工作。本文尝试在公开发表的学术论文和专利技术中进行科技文献的检索，采用文献计量方法，对近30年来EVA阻燃领域的研究应用状况进行总结和分析。1 EVA阻燃学术研究状况公开发表的研究论文能够反映EVA阻燃技术在不同时期的研究进展，因此，主要以期刊论文、学位论文以及会议论文为检索目标。考虑到相关数据的完整性，设定文献检索时间为1990年1月1日至2020年12月31日。以中国知网、SCI数据库为数据源对相关文献进行检索分析，近30年发表的关于EVA阻燃方面的外文文献共392篇；中文文献共659篇，其中，期刊论文413篇，学位论文216篇，会议论文30篇。学术论文检索时根据目标研究领域，在主题中分别采用“乙烯-乙酸乙烯酯共聚物”“阻燃”“EVA”“flameretardant”作为主要检索关键词。在具体分析检索内容时，包括分析相关共混基体及不同阻燃体系的研究热点时，则采取具体基体或阻燃剂的名称作为检索关键词。1.1 EVA阻燃研究学术论文出版概况1.1.1 国内外研究论文年度出版数量对比对国内外EVA阻燃方面的学术论文出版情况进行了年度数据的统计分析，从图1可以看出：19902004年，国内外关于EVA阻燃方面相关论文出版数量很少，年均出版量基本上不足10篇；2004年以后，国内论文出版的发展趋势与国外总体相似，出版量明显上升，但同期相比，国内论文出版数量明显高于国外，年均出版量达到40篇左右；2018年以后，国内论文出版数量有所回落，与国外基本持平。也就是说，我国在EVA研究方面的热度和论文出版量不亚于国外。图1 国内外EVA阻燃研究论文年度出版数量变化趋势对比Fig.1 AnnualpublicationsofflameretardedEVAinChinaandabroad注：数据来源于SCI数据库及中国知网文献数据库。19901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920200102030405060论文数量/篇年份/年SCI中国知网1.1.2 学术论文出版量在“五年计划”不同阶段的分布将国内年度出版量数据按中华人民共和国国民经济和社会发展五年规划纲要（五年规划）的时间节点划分后，可获得学术论文出版量分布图。“八五”至“十五”阶段的论文出版量分别占总出版量的1%，4%，8%，加起来也仅占总出版量的13%。进入21世纪后，随着科学技术的发展以及EVA在电线电缆等领域的广泛应用，我国科研开发部门对EVA阻燃性能的重视程度不断增加，研究成果逐年增多。“十一五”至“十三五”的3个“五年计划”期间，发表的研究论文占比分别为25%，34%，28%，加起来占总出版量的87%；尤其是“十二五”期间发表的学术论文，超过了总出版量的1/3，可见在“十二五”期间，EVA阻燃相关课题的科研投入多，科研成果也相对较多；“十三五”期间，EVA阻燃的通用技术已经初步解决，研究重点转到高端应用需求的“卡脖子”关键技术方面，攻关难度加大，论文出版量也有所减少。1.1.3 研究关键词分析对于阻燃EVA的研究热点，除检索时所用的第 1 期.73.关键词，从图2可以看出：EVA阻燃复合材料的研究开发仍然是目前研究的热点；位居第二热点且占比16%的主题为无卤阻燃，无卤阻燃技术具有低烟、低毒和环保等优点，而我国也有电子信息产品污染控制管理办法等相关法律法规的约束。随着社会对于环境保护、安全方面的要求日益提高，针对EVA无卤阻燃的研究还会获得越来越多的关注。同时，为了满足无卤阻燃要求而被广泛使用的无卤阻燃剂成为现阶段的研究热点，在阻燃剂市场占据了重要份额的氢氧化镁在热点主题的关注比例也达到了10%。关键词是用来表达文献主题概念的自然语言词汇。通过对某一时间段某一学科的关键词进行统计分析可以全面把握该学科的发展现状，并预测学科的发展方向5-6。从图2b可以看出：相关度最高的关键词为“阻燃性能”。在我国相关标准中对阻燃性能的要求为：GB312472014中阻燃1级电缆（光缆）要求火灾蔓延小于等于1.5m，热释放速率峰值不超过30kW/m2，受火1200s内的热释放总量不超过15MJ。从图2b还可以看出：有12%关注度的关键词为“低密度聚乙烯（LDPE）”，EVA与LDPE共混体系作为基体树脂，在电缆料中具有重要应用。共混改性是聚合物加工的常用手段，很多研究中也使用共混基体作为研究对象，通过共混可以获得综合性能较为理想的聚合物，也可以在不影响使用要求的条件下降低成本7。“力学性能”“拉伸强度”等关键词约占10%，阻燃电缆相关的现行标准中对电缆料的力学性能也提出要求，GB/T321292015中要求电缆护套料和绝缘料的拉伸强度不小于10MPa，断裂伸长率不低于160%，而以无机阻燃剂为主流的无卤阻燃剂添加量大，对复合材料的力学性能影响较大。因此，在提高EVA阻燃性能的同时，保持复合材料的力学性能仍然是重要的研究热点。a 研究主题 b 研究关键词图2 EVA阻燃学术论文研究热点分析Fig.2 ResearchhotspotanalysisofacademicpublicationsinflameretardedEVA注：数据来源于中国知网文献数据库。1.2 EVA阻燃中的共混体系研究状况聚合物共混物是指两种或两种以上的均聚物或共聚物的混合物。聚合物通过共混改性可以综合均衡各组分的性能，消除各单一组分在性能上的弱点，获得综合性能优异的聚合物。如在橡胶类材料中掺入脆性材料可以大幅提高材料的冲击强