摘要：氧化锌作为一种重要的无机添加剂，在聚合物发泡加工中扮演着关键角色。然而，其在聚氯乙烯（PVC）和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）两种主流的发泡体系中，所承担的核心功能、作用机理及技术指标要求存在本质区别。本文旨在通过深入剖析氧化锌在这两种体系中的活化、催化与交联助促等多重作用机制，明确其“角色定位”的差异性，并在此基础上，提出一套科学、严谨的技术选型准则，以指导工业生产，避免因材料误用导致的产品质量问题与经济损失。

一、引言

聚合物发泡材料以其轻质、隔热、缓冲等优异性能，广泛应用于建筑、包装、体育器材及日用消费品等领域。PVC和EVA是两种最为常见的发泡基体材料。在它们的发泡配方中，氧化锌（ZnO）几乎是一种不可或缺的组分。然而，实践中存在一个普遍的误区，即认为用于PVC发泡的氧化锌可以等同应用于EVA发泡，反之亦然。这种认知忽略了二者在化学反应体系中的根本差异。本文将系统论证这一差异，为生产实践提供理论依据。

二、氧化锌在PVC发泡体系中的作用与要求

2.1 核心功能：发泡剂的专属“活化剂”

PVC发泡体系通常采用偶氮二甲酰胺（AC）作为发泡剂。纯态AC的分解温度高达200℃以上，而PVC的加工温度窗口通常在160-180℃。若不进行调控，AC将无法在适宜的加工温度下有效分解产气。

此时，氧化锌的核心功能是作为活化剂（或称“催化剂”）。其作用机理是ZnO与AC分子形成低共熔络合物，显著降低AC分解的活化能，使其分解温度平稳下降至PVC的加工温度区间（通常可降至160-180℃）。这一过程确保了气体在PVC熔体塑化后、定型前大量且均匀地释放，是实现理想发泡倍率和泡孔结构的前提。

2.2 关键性能指标与选型

· 活性为首要考量：为实现高效活化，要求使用高活性氧化锌。其特点是比表面积大（通常>40 m²/g），表面能高，与AC的接触反应更为充分。间接法（法国）工艺生产的氧化锌或纳米氧化锌因其优异的活性而成为首选。

· 用量与经济性：由于其高效率，在PVC发泡中的添加量通常较低，范围为1-3 phr（每百份树脂）。用量过多反而会导致AC分解过快，气体冲破泡孔壁，造成泡孔粗大、合并甚至制品塌陷。

· 纯度要求：需控制重金属等杂质含量，主要目的是避免这些杂质对PVC本身的热稳定体系产生负面影响。

三、氧化锌在EVA发泡体系中的作用与要求

3.1 核心功能：三位一体的“协调者”

EVA发泡，特别是模压发泡，是一个动态平衡过程，涉及发泡与交联两个竞争而又必须同步的化学反应。氧化锌在其中扮演着更为复杂的“三位一体”角色：

1. 发泡活化剂：与在PVC中类似，ZnO同样用于活化AC或OBSH（4,4'-氧代双苯磺酰肼）等发泡剂，降低其分解温度。

2. 交联助活化剂：这是ZnO在EVA体系中最独特且关键的作用。EVA的交联通常依赖过氧化物（如DCP，过氧化二异丙苯）。DCP分解产生自由基，引发EVA分子链之间形成交联键。然而，在此过程中会副产苯甲酸等酸性物质，这些酸性物会捕获并消耗自由基，严重抑制交联反应的进行。氧化锌作为碱式氧化物，能及时中和这些酸性副产物，消除其对自由基的“毒化”作用，从而显著提高交联效率与交联密度。

3. 导热剂：ZnO的良好导热性能有助于热能在胶料中均匀、快速地传递，确保整个制品（尤其是厚制品）内部与外部同步达到发泡和交联所需的温度，实现泡孔结构与交联网络的均一性。

3.2 关键性能指标与选型

· 纯度为首要生死线：这是EVA发泡用氧化锌与PVC用最根本的区别。严禁使用直接法（矿产提纯或威尔兹法）工艺生产的、或任何来源不明的低纯度氧化锌。因为这类产品常含有铅（Pb）、镉（Cd）、锰（Mn） 等重金属杂质。这些金属离子是强力的自由基捕获剂，会优先与DCP分解产生的自由基反应，直接导致交联体系失效。其后果是产品交联度严重不足，出模后发生剧烈收缩、变形，物理机械性能（回弹性、压缩永久变形、耐磨性）完全丧失。

· 类型与用量：必须选用高纯度（ZnO含量≥99.7%）间接法氧化锌。其添加量通常高于PVC体系，范围为3-5 phr。足够的用量是确保充分中和酸性副产物、维持高交联密度的保障。

四、 PVC与EVA发泡用氧化锌对比总结

特性维度 PVC发泡用氧化锌 EVA发泡用氧化锌

核心角色 发泡剂（AC）活化剂 发泡活化、交联助活化、导热

作用机理 降低AC分解温度 降低发泡剂分解温度；中和交联酸性副产物；改善导热

第一要素 高活性 高纯度

禁忌 活性不足，导致发泡不良 含有Pb, Cd等重金属杂质，导致交联失败

推荐类型 间接法氧化锌、活性氧化锌 高纯度（99.7%+）间接法氧化锌

典型用量(phr) 1 - 3 3 - 5

五、结论与工业实践指导

综上所述，氧化锌在PVC和EVA发泡体系中存在着从“单一功能”到“多功能协同”的本质区别。PVC体系更关注其对发泡剂的“点火”效能，而EVA体系则极度依赖其“维持交联反应环境稳定”的保障能力。

因此，在工业选型与应用中，必须严格遵循以下准则：

1. 严禁交叉混用：绝对不可将用于PVC发泡的氧化锌（即便其活性很高）用于EVA发泡配方，这是生产中的一条“技术红线”。

2. 精准选型：

   · PVC发泡：应聚焦于氧化锌的活性指标，选择比表面积大、活化效率高的产品。

   · EVA发泡：应首要查验其纯度证书，确保重金属含量极低，优先采购信誉良好的高纯度间接法氧化锌产品。

明晰这一科学差异，并建立严格的原辅料管控体系，是稳定生产高性能PVC与EVA发泡制品、提升产品合格率与市场竞争力的基石。