Μέθοδοι και ποικιλίες σύνθεσης πολυαιθυλενίου
(1) Πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE)
Όταν ίχνη οξυγόνου ή υπεροξειδίων προστίθενται ως εκκινητές σε καθαρό αιθυλένιο, συμπιέζονται σε περίπου 202,6 kPa και θερμαίνονται στους 200°C περίπου, το αιθυλένιο πολυμερίζεται σε λευκό, κηρώδες πολυαιθυλένιο. Αυτή η μέθοδος αναφέρεται συνήθως ως διεργασία υψηλής πίεσης λόγω των συνθηκών λειτουργίας. Το προκύπτον πολυαιθυλένιο έχει πυκνότητα 0,915–0,930 g/cm³ και μοριακό βάρος που κυμαίνεται από 15.000 έως 40.000. Η μοριακή του δομή είναι έντονα διακλαδισμένη και χαλαρή, μοιάζοντας με μια «δενδροειδή» διαμόρφωση, η οποία εξηγεί τη χαμηλή του πυκνότητα, εξ ου και η ονομασία πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας.
(2) Πολυαιθυλένιο μέσης πυκνότητας (MDPE)
Η διαδικασία μέσης πίεσης περιλαμβάνει τον πολυμερισμό του αιθυλενίου υπό πίεση 30-100 ατμοσφαιρών χρησιμοποιώντας καταλύτες μεταλλικών οξειδίων. Το προκύπτον πολυαιθυλένιο έχει πυκνότητα 0,931-0,940 g/cm³. Το MDPE μπορεί επίσης να παραχθεί με ανάμειξη πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE) με LDPE ή μέσω συμπολυμερισμού αιθυλενίου με συμμονομερή όπως βουτένιο, οξικό βινύλιο ή ακρυλικά.
(3) Πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HDPE)
Υπό κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, το αιθυλένιο πολυμερίζεται χρησιμοποιώντας καταλύτες συντονισμού υψηλής απόδοσης (οργανομεταλλικές ενώσεις που αποτελούνται από αλκυλαργίλιο και τετραχλωριούχο τιτάνιο). Λόγω της υψηλής καταλυτικής δράσης, η αντίδραση πολυμερισμού μπορεί να ολοκληρωθεί γρήγορα σε χαμηλές πιέσεις (0–10 atm) και χαμηλές θερμοκρασίες (60–75°C), εξ ου και η ονομασία διαδικασία χαμηλής πίεσης. Το προκύπτον πολυαιθυλένιο έχει μια μη διακλαδισμένη, γραμμική μοριακή δομή, η οποία συμβάλλει στην υψηλή πυκνότητά του (0,941–0,965 g/cm³). Σε σύγκριση με το LDPE, το HDPE παρουσιάζει ανώτερη αντοχή στη θερμότητα, μηχανικές ιδιότητες και αντοχή σε περιβαλλοντικές καταπονήσεις και ρωγμές.
Ιδιότητες του πολυαιθυλενίου
Το πολυαιθυλένιο είναι ένα γαλακτώδες λευκό, κηρώδες, ημιδιαφανές πλαστικό, καθιστώντας το ιδανικό υλικό μόνωσης και επένδυσης για καλώδια και σύρματα. Τα κύρια πλεονεκτήματά του περιλαμβάνουν:
(1) Εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες: υψηλή αντίσταση μόνωσης και διηλεκτρική αντοχή· χαμηλή διηλεκτρική σταθερά (ε) και εφαπτομένη διηλεκτρικών απωλειών (tanδ) σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, με ελάχιστη εξάρτηση από τη συχνότητα, καθιστώντας το σχεδόν ιδανικό διηλεκτρικό για καλώδια επικοινωνίας.
(2) Καλές μηχανικές ιδιότητες: εύκαμπτο αλλά και ανθεκτικό, με καλή αντοχή στην παραμόρφωση.
(3) Ισχυρή αντοχή στη θερμική γήρανση, την ευθραυστότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες και τη χημική σταθερότητα.
(4) Εξαιρετική αντοχή στο νερό με χαμηλή απορρόφηση υγρασίας· η αντίσταση μόνωσης γενικά δεν μειώνεται όταν βυθίζεται στο νερό.
(5) Ως μη πολικό υλικό, παρουσιάζει υψηλή διαπερατότητα αερίων, με το LDPE να έχει την υψηλότερη διαπερατότητα αερίων μεταξύ των πλαστικών.
(6) Χαμηλό ειδικό βάρος, όλα κάτω από 1. Το LDPE είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτο με περίπου 0,92 g/cm³, ενώ το HDPE, παρά την υψηλότερη πυκνότητά του, είναι μόνο περίπου 0,94 g/cm³.
(7) Καλές ιδιότητες επεξεργασίας: εύκολο στην τήξη και πλαστικοποίηση χωρίς αποσύνθεση, ψύχεται εύκολα και αποκτά το κατάλληλο σχήμα και επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο της γεωμετρίας και των διαστάσεων του προϊόντος.
(8) Τα καλώδια που κατασκευάζονται από πολυαιθυλένιο είναι ελαφριά, εύκολα στην εγκατάσταση και εύκολα στον τερματισμό. Ωστόσο, το πολυαιθυλένιο έχει επίσης αρκετά μειονεκτήματα: χαμηλή θερμοκρασία μαλάκυνσης· ευφλεκτότητα, εκπέμποντας οσμή παραφίνης κατά την καύση· κακή αντοχή σε ρωγμές λόγω περιβαλλοντικής καταπόνησης και αντοχή σε ερπυσμό. Απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή κατά τη χρήση πολυαιθυλενίου ως μόνωση ή επένδυση για υποβρύχια καλώδια ή καλώδια που εγκαθίστανται σε απότομες κατακόρυφες κλίσεις.
Πλαστικά πολυαιθυλενίου για σύρματα και καλώδια
(1) Πλαστικό πολυαιθυλενίου γενικής χρήσης για μόνωση
Αποτελείται αποκλειστικά από ρητίνη πολυαιθυλενίου και αντιοξειδωτικά.
(2) Πλαστικό πολυαιθυλενίου ανθεκτικό στις καιρικές συνθήκες
Αποτελείται κυρίως από ρητίνη πολυαιθυλενίου, αντιοξειδωτικά και αιθάλη. Η αντοχή στις καιρικές συνθήκες εξαρτάται από το μέγεθος των σωματιδίων, την περιεκτικότητα και τη διασπορά της αιθάλης.
(3) Πλαστικό πολυαιθυλενίου ανθεκτικό σε περιβαλλοντικές καταπονήσεις και ρωγμές
Χρησιμοποιεί πολυαιθυλένιο με δείκτη ροής τήξης κάτω από 0,3 και στενή κατανομή μοριακού βάρους. Το πολυαιθυλένιο μπορεί επίσης να διασταυρωθεί μέσω ακτινοβολίας ή χημικών μεθόδων.
(4) Πλαστικό πολυαιθυλενίου μόνωσης υψηλής τάσης
Η μόνωση καλωδίων υψηλής τάσης απαιτεί εξαιρετικά καθαρό πλαστικό πολυαιθυλενίου, συμπληρωμένο με σταθεροποιητές τάσης και εξειδικευμένους εξωθητήρες για την πρόληψη του σχηματισμού κενών, την καταστολή της εκκένωσης ρητίνης και τη βελτίωση της αντίστασης στο τόξο, την αντίσταση στην ηλεκτρική διάβρωση και την αντίσταση στην κορώνα.
(5) Ημιαγώγιμο πλαστικό πολυαιθυλενίου
Παράγεται με την προσθήκη αγώγιμης αιθάλης σε πολυαιθυλένιο, συνήθως χρησιμοποιώντας λεπτόκοκκη, υψηλής δομής αιθάλη.
(6) Θερμοπλαστική σύνθεση καλωδίων πολυολεφίνης χαμηλής περιεκτικότητας σε καπνό και μηδενικού αλογόνου (LSZH)
Αυτή η ένωση χρησιμοποιεί ρητίνη πολυαιθυλενίου ως βασικό υλικό, ενσωματώνοντας υψηλής απόδοσης επιβραδυντικά φλόγας χωρίς αλογόνο, κατασταλτικά καπνού, θερμικούς σταθεροποιητές, αντιμυκητιασικούς παράγοντες και χρωστικές ουσίες, τα οποία υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω ανάμειξης, πλαστικοποίησης και σφαιροποίησης.
Διασταυρωμένο πολυαιθυλένιο (XLPE)
Υπό την επίδραση ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας ή παραγόντων διασύνδεσης, η γραμμική μοριακή δομή του πολυαιθυλενίου μετατρέπεται σε μια τρισδιάστατη (δικτυωτή) δομή, μετατρέποντας το θερμοπλαστικό υλικό σε θερμοσκληρυνόμενο. Όταν χρησιμοποιείται ως μόνωση,XLPEμπορούν να αντέξουν σε συνεχείς θερμοκρασίες λειτουργίας έως 90°C και σε θερμοκρασίες βραχυκυκλώματος 170–250°C. Οι μέθοδοι διασύνδεσης περιλαμβάνουν φυσική και χημική διασύνδεση. Η διασύνδεση με ακτινοβολία είναι μια φυσική μέθοδος, ενώ ο πιο συνηθισμένος χημικός παράγοντας διασύνδεσης είναι το DCP (δικουμυλοϋπεροξείδιο).
Ώρα δημοσίευσης: 10 Απριλίου 2025