Поліолефінові матеріали, відомі своїми чудовими електричними властивостями, технологічністю та екологічністю, стали одними з найпоширеніших ізоляційних та оболонкових матеріалів у дротяній та кабельній промисловості.
Поліолефіни – це високомолекулярні полімери, синтезовані з олефінових мономерів, таких як етилен, пропілен та бутен. Вони широко застосовуються в кабельній, пакувальній, будівельній, автомобільній та медичній промисловості.
У виробництві кабелів поліолефінові матеріали пропонують низьку діелектричну проникність, чудову ізоляцію та виняткову хімічну стійкість, що гарантує довготривалу стабільність та безпеку. Їхні характеристики без галогенів та придатність для переробки також відповідають сучасним тенденціям екологічного та сталого виробництва.
I. Класифікація за типом мономеру
1. Поліетилен (ПЕ)
Поліетилен (ПЕ) – це термопластична смола, полімеризована з мономерів етилену, і є одним з найбільш широко використовуваних пластиків у світі. За щільністю та молекулярною структурою його поділяють на типи LDPE, HDPE, LLDPE та XLPE.
(1)Поліетилен низької щільності (ПЕНЩ)
Структура: Отримано шляхом вільнорадикальної полімеризації під високим тиском; містить багато розгалужених ланцюгів, з кристалічністю 55–65% та густиною 0,91–0,93 г/см³.
Властивості: М'який, прозорий та ударостійкий, але має помірну термостійкість (приблизно до 80 °C).
Застосування: Зазвичай використовується як матеріал оболонки для комунікаційних та сигнальних кабелів, балансуючи гнучкість та ізоляцію.
(2) Поліетилен високої щільності (HDPE)
Структура: Полімеризована під низьким тиском з каталізаторами Циглера-Натта; має мало або взагалі не має розгалужень, високу кристалічність (80–95%) та густину 0,94–0,96 г/см³.
Властивості: Висока міцність і жорсткість, чудова хімічна стабільність, але дещо знижена низькотемпературна в'язкість.
Застосування: Широко використовується для ізоляційних шарів, комунікаційних каналів та оболонок волоконно-оптичних кабелів, забезпечуючи чудовий захист від погодних умов та механічних пошкоджень, особливо для зовнішніх або підземних прокладок.
(3) Лінійний поліетилен низької щільності (LLDPE)
Структура: Сополімеризований з етилену та α-олефіну, з коротким ланцюгом розгалуження; густина між 0,915–0,925 г/см³.
Властивості: Поєднує гнучкість і міцність з чудовою стійкістю до проколів.
Застосування: Підходить для оболонкових та ізоляційних матеріалів у кабелях низької та середньої напруги, а також контрольних кабелях, підвищуючи стійкість до ударів та вигину.
(4)Зшитий поліетилен (XLPE)
Структура: Тривимірна мережа, утворена шляхом хімічного або фізичного зшивання (силан, пероксид або електронно-променева обробка).
Властивості: Видатна термостійкість, механічна міцність, електроізоляція та стійкість до атмосферних впливів.
Застосування: Широко використовується в силових кабелях середньої та високої напруги, нових енергетичних кабелях та автомобільних джгутах проводів — основний ізоляційний матеріал у сучасному виробництві кабелів.
2. Поліпропілен (ПП)
Поліпропілен (ПП), полімеризований з пропілену, має щільність 0,89–0,92 г/см³, температуру плавлення 164–176 °C та робочий діапазон температур від –30 °C до 140 °C.
Властивості: Легка вага, висока механічна міцність, чудова хімічна стійкість та чудова електроізоляція.
Застосування: Використовується переважно як безгалогенний ізоляційний матеріал у кабелях. Зі зростанням уваги до захисту навколишнього середовища, зшитий поліпропілен (XLPP) та модифікований сополімер PP все частіше замінюють традиційний поліетилен у високотемпературних та високовольтних кабельних системах, таких як залізничні, вітроенергетичні та електромобільні кабелі.
3. Полібутилен (ПБ)
Полібутилен включає полі(1-бутен) (ПБ-1) та поліізобутилен (ПІБ).
Властивості: Відмінна термостійкість, хімічна стабільність та стійкість до повзучості.
Застосування: PB-1 використовується в трубах, плівках та упаковці, тоді як PIB широко застосовується у виробництві кабелів як водоблокувальний гель, герметик та наповнювач завдяки своїй газонепроникності та хімічній інертності — зазвичай використовується у волоконно-оптичних кабелях для герметизації та захисту від вологи.
II. Інші поширені поліолефінові матеріали
(1) Сополімер етилену та вінілацетату (EVA)
ЕВА поєднує в собі етилен та вінілацетат, що забезпечує гнучкість та морозостійкість (зберігає гнучкість при температурі –50 °C).
Властивості: М'який, ударостійкий, нетоксичний та стійкий до старіння.
Застосування: У кабелях EVA часто використовується як модифікатор гнучкості або несуча смола в рецептурах з низьким вмістом диму та нульовим вмістом галогенів (LSZH), покращуючи стабільність обробки та гнучкість екологічно чистих ізоляційних та оболонкових матеріалів.
(2) Поліетилен надвисокої молекулярної маси (UHMWPE)
З молекулярною масою понад 1,5 мільйона, UHMWPE є інженерним пластиком найвищого рівня.
Властивості: Найвища зносостійкість серед пластмас, ударна в'язкість у п'ять разів більша, ніж у ABS, чудова хімічна стійкість та низьке поглинання вологи.
Застосування: Використовується в оптичних кабелях та спеціальних кабелях як зносостійка оболонка або покриття для розтягувальних елементів, підвищуючи стійкість до механічних пошкоджень та стирання.
III. Висновок
Поліолефінові матеріали не містять галогенів, малодимлять та нетоксичні при горінні. Вони забезпечують чудову електричну, механічну та технологічну стабільність, а їхні характеристики можна додатково покращити за допомогою технологій щеплення, змішування та зшивання.
Завдяки поєднанню безпеки, екологічності та надійної роботи, поліолефінові матеріали стали основною системою матеріалів у сучасній дротяно-кабельній промисловості. Забігаючи вперед, оскільки такі сектори, як транспортні засоби на нових джерелах енергії, фотоелектричні системи та засоби передачі даних, продовжують зростати, інновації у застосуванні поліолефінів сприятимуть високопродуктивному та сталому розвитку кабельної промисловості.
Час публікації: 17 жовтня 2025 р.