Методи та різновиди синтезу поліетилену
(1) Поліетилен низької щільності (ПЕНД)
Коли до чистого етилену додають слідові кількості кисню або пероксидів як ініціатори, стискають його приблизно до 202,6 кПа та нагрівають приблизно до 200°C, етилен полімеризується в білий воскоподібний поліетилен. Цей метод зазвичай називають процесом високого тиску через умови експлуатації. Отриманий поліетилен має щільність 0,915–0,930 г/см³ та молекулярну масу від 15 000 до 40 000. Його молекулярна структура дуже розгалужена та пухка, що нагадує «деревоподібну» конфігурацію, що пояснює його низьку щільність, звідси й назва поліетилен низької щільності.
(2) Поліетилен середньої щільності (MDPE)
Процес середнього тиску включає полімеризацію етилену під тиском 30–100 атмосфер з використанням каталізаторів на основі оксидів металів. Отриманий поліетилен має щільність 0,931–0,940 г/см³. MDPE також можна виробляти шляхом змішування поліетилену високої щільності (HDPE) з LDPE або шляхом кополімеризації етилену з такими співмономерами, як бутен, вінілацетат або акрилати.
(3) Поліетилен високої щільності (HDPE)
За нормальних умов температури та тиску етилен полімеризується за допомогою високоефективних координаційних каталізаторів (органометалічних сполук, що складаються з алкілалюмінію та тетрахлориду титану). Завдяки високій каталітичній активності реакція полімеризації може швидко завершуватися за низького тиску (0–10 атм) та низьких температур (60–75°C), звідси й назва процесу низького тиску. Отриманий поліетилен має нерозгалужену лінійну молекулярну структуру, що сприяє його високій щільності (0,941–0,965 г/см³). Порівняно з ПЕНЩ, ПЕНЩ демонструє чудову термостійкість, механічні властивості та стійкість до розтріскування під напругою в умовах навколишнього середовища.
Властивості поліетилену
Поліетилен — це молочно-білий, воскоподібний, напівпрозорий пластик, що робить його ідеальним ізоляційним та обшивальним матеріалом для проводів і кабелів. Його основні переваги включають:
(1) Відмінні електричні властивості: високий опір ізоляції та діелектрична міцність; низька діелектрична проникність (ε) та тангенс кута діелектричних втрат (tanδ) у широкому діапазоні частот з мінімальною залежністю від частоти, що робить його майже ідеальним діелектриком для кабелів зв'язку.
(2) Хороші механічні властивості: гнучкі, але міцні, з хорошою стійкістю до деформації.
(3) Висока стійкість до термічного старіння, низькотемпературної крихкості та хімічної стабільності.
(4) Відмінна водостійкість з низьким вологопоглинанням; опір ізоляції зазвичай не зменшується при зануренні у воду.
(5) Як неполярний матеріал, він демонструє високу газопроникність, причому LDPE має найвищу газопроникність серед пластмас.
(6) Низька питома вага, усі нижче 1. Особливо примітний ПЕНЩ, який становить приблизно 0,92 г/см³, тоді як ПЕНЩ, незважаючи на вищу щільність, становить лише близько 0,94 г/см³.
(7) Хороші технологічні властивості: легко плавиться та пластифікується без розкладання, легко охолоджується та набуває потрібної форми, а також дозволяє точно контролювати геометрію та розміри виробу.
(8) Кабелі, виготовлені з поліетилену, легкі, прості в монтажі та замиканні. Однак поліетилен також має кілька недоліків: низька температура розм'якшення; займистість, виділення парафіноподібного запаху при горінні; низька стійкість до розтріскування під впливом навколишнього середовища та стійкість до повзучості. Особливої уваги потребує використання поліетилену як ізоляції або оболонки для підводних кабелів або кабелів, прокладених у крутих вертикальних схилах.
Поліетиленові пластики для проводів та кабелів
(1) Поліетиленовий пластик загального призначення для ізоляції
Складається виключно з поліетиленової смоли та антиоксидантів.
(2) Поліетиленовий пластик, стійкий до атмосферних впливів
В основному складається з поліетиленової смоли, антиоксидантів та сажі. Стійкість до атмосферних впливів залежить від розміру частинок, вмісту та дисперсії сажі.
(3) Поліетиленовий пластик, стійкий до розтріскування під впливом навколишнього середовища
Використовує поліетилен з індексом плинності розплаву нижче 0,3 та вузьким розподілом молекулярної маси. Поліетилен також може бути зшитий за допомогою опромінення або хімічних методів.
(4) Високовольтна ізоляція з поліетилену
Ізоляція високовольтних кабелів вимагає надчистого поліетилену, доповненого стабілізаторами напруги та спеціалізованими екструдерами для запобігання утворенню пустот, придушення розряду смоли та покращення стійкості до дуги, стійкості до електричної ерозії та коронного розряду.
(5) Напівпровідниковий поліетиленовий пластик
Виготовляється шляхом додавання електропровідної сажі до поліетилену, зазвичай з використанням дрібночастинкової високоструктурованої сажі.
(6) Термопластичний поліолефіновий кабельний компаунд з низьким вмістом диму та нульовим вмістом галогенів (LSZH)
Цей склад використовує поліетиленову смолу як основний матеріал, що містить високоефективні безгалогенні антипірени, димогасники, термостабілізатори, протигрибкові речовини та барвники, оброблені шляхом змішування, пластифікації та гранулювання.
Зшитий поліетилен (XLPE)
Під дією високоенергетичного випромінювання або зшиваючих агентів лінійна молекулярна структура поліетилену перетворюється на тривимірну (сітчасту) структуру, перетворюючи термопластичний матеріал на термореактивний. При використанні як ізоляції,XLPEможе витримувати постійні робочі температури до 90°C та температури короткого замикання 170–250°C. Методи зшивання включають фізичне та хімічне зшивання. Зшивання опроміненням – це фізичний метод, тоді як найпоширенішим хімічним зшиваючим агентом є DCP (дикумілпероксид).
Час публікації: 10 квітня 2025 р.