Polüetüleeni sünteesimeetodid ja sordid
(1) Madala tihedusega polüetüleen (LDPE)
Kui puhtale etüleenile lisatakse initsiaatoritena jälgi hapnikku või peroksiide, seejärel surutakse see kokku rõhuni umbes 202,6 kPa ja kuumutatakse temperatuurini umbes 200 °C, polümeriseerub etüleen valgeks vahaseks polüetüleeniks. Seda meetodit nimetatakse töötingimuste tõttu tavaliselt kõrgsurveprotsessiks. Saadud polüetüleeni tihedus on 0,915–0,930 g/cm³ ja molekulmass vahemikus 15 000 kuni 40 000. Selle molekulaarstruktuur on väga hargnenud ja lahtine, meenutades „puulaadset“ konfiguratsiooni, mis põhjustab selle madalat tihedust, sellest ka nimetus madaltihedusega polüetüleen.
(2) Keskmise tihedusega polüetüleen (MDPE)
Keskmise rõhu protsess hõlmab etüleeni polümeriseerimist 30–100 atmosfääri rõhul metalloksiidkatalüsaatorite abil. Saadud polüetüleeni tihedus on 0,931–0,940 g/cm³. MDPE-d saab toota ka suure tihedusega polüetüleeni (HDPE) segamisel LDPE-ga või etüleeni kopolümeriseerimisel selliste komonomeeridega nagu buteen, vinüülatsetaat või akrülaadid.
(3) Suure tihedusega polüetüleen (HDPE)
Tavapärase temperatuuri ja rõhu tingimustes polümeriseerub etüleen ülitõhusate koordinatsioonikatalüsaatorite (alküülalumiiniumi ja titaantetrakloriidi organometallühendid) abil. Tänu kõrgele katalüütilisele aktiivsusele saab polümerisatsioonireaktsiooni kiiresti lõpule viia madalal rõhul (0–10 atm) ja madalal temperatuuril (60–75 °C), sellest ka nimetus madalrõhuprotsess. Saadud polüetüleenil on hargnemata, lineaarne molekulaarstruktuur, mis aitab kaasa selle suurele tihedusele (0,941–0,965 g/cm³). Võrreldes LDPE-ga on HDPE-l parem kuumakindlus, mehaanilised omadused ja keskkonnamõjude suhtes vastupidav pingepragunemine.
Polüetüleeni omadused
Polüetüleen on piimvalge, vahataoline, poolläbipaistev plastik, mis teeb sellest ideaalse isolatsiooni- ja kattematerjali juhtmetele ja kaablitele. Selle peamised eelised on järgmised:
(1) Suurepärased elektrilised omadused: kõrge isolatsioonitakistus ja dielektriline tugevus; madal läbilaskvus (ε) ja dielektrilise kao tangens (tanδ) laias sagedusalas, minimaalse sagedussõltuvusega, mis teeb sellest peaaegu ideaalse dielektriku sidekaablite jaoks.
(2) Head mehaanilised omadused: paindlik, kuid vastupidav, hea deformatsioonikindlusega.
(3) Tugev vastupidavus termilisele vananemisele, madalatemperatuursele rabedusele ja keemilisele stabiilsusele.
(4) Suurepärane veekindlus ja madal niiskuseimavus; isolatsioonitakistus üldiselt ei vähene vette kastmisel.
(5) Mittepolaarse materjalina on sellel kõrge gaasi läbilaskvus, kusjuures LDPE-l on plastide seas kõrgeim gaasi läbilaskvus.
(6) Madal erikaal, kõik alla 1. LDPE erikaal on eriti märkimisväärne, umbes 0,92 g/cm³, samas kui HDPE erikaal on vaatamata suuremale tihedusele vaid umbes 0,94 g/cm³.
(7) Head töötlemisomadused: kergesti sulatatav ja plastifitseeritav ilma lagunemiseta, jahtub kiiresti vormi ning võimaldab toote geomeetria ja mõõtmete täpset kontrolli.
(8) Polüetüleenist kaablid on kerged, kergesti paigaldatavad ja lihtsalt ühendatavad. Polüetüleenil on aga ka mitmeid puudusi: madal pehmenemistemperatuur; süttivus, põlemisel parafiinilaadse lõhna eraldamine; halb vastupidavus keskkonnamõjudele ja pragunemisele ning roomekindlus. Erilist tähelepanu tuleb pöörata polüetüleeni kasutamisele isolatsiooni või kattekihina veealuste kaablite või järskudele vertikaalsetele aladele paigaldatud kaablite puhul.
Polüetüleenplastid juhtmete ja kaablite jaoks
(1) Üldotstarbeline isolatsioon polüetüleenplastist
Koosneb ainult polüetüleenvaigust ja antioksüdantidest.
(2) Ilmastikukindel polüetüleenplastist
Koosneb peamiselt polüetüleenvaigust, antioksüdantidest ja süsinikmustast. Ilmastikukindlus sõltub süsinikmusta osakeste suurusest, sisaldusest ja hajutatusest.
(3) Keskkonnale vastupidav pinge-pragunemiskindel polüetüleenplastist
Kasutab polüetüleeni, mille sulavooluindeks on alla 0,3 ja molekulmassijaotus on kitsas. Polüetüleeni saab ristseotuda ka kiiritamise või keemiliste meetodite abil.
(4) Kõrgepinge isolatsioon polüetüleenplastist
Kõrgepingekaablite isolatsioon nõuab ülipuhast polüetüleenplasti, millele on lisatud pinge stabilisaatoreid ja spetsiaalseid ekstruudereid, et vältida tühimike teket, pärssida vaigu tühjenemist ning parandada kaarekindlust, elektrilise erosioonikindlust ja koroonakindlust.
(5) Pooljuhtiv polüetüleenplastik
Toodetakse juhtiva süsinikmusta lisamise teel polüetüleenile, tavaliselt kasutades peeneteralist, kõrgstruktuurilist süsinikmusta.
(6) Termoplastne madala suitsuheitega halogeenivaba (LSZH) polüolefiinist kaablisegu
See ühend kasutab alusmaterjalina polüetüleenvaiku, mis sisaldab segamise, plastifitseerimise ja graanuliteks pressimise teel töödeldud ülitõhusaid halogeenivabu leegiaeglusteid, suitsusummutajaid, termilisi stabilisaatoreid, seenevastaseid aineid ja värvaineid.
Ristseotud polüetüleen (XLPE)
Kõrge energiaga kiirguse või ristseostusainete toimel muutub polüetüleeni lineaarne molekulaarstruktuur kolmemõõtmeliseks (võrgustik)struktuuriks, muutes termoplastilise materjali termoreaktiivseks. Isolatsioonina kasutamiselXLPETalub pidevat töötemperatuuri kuni 90 °C ja lühistemperatuure 170–250 °C. Ristsidumismeetodite hulka kuuluvad füüsikaline ja keemiline ristsidumine. Kiirgusristsidumine on füüsikaline meetod, samas kui kõige levinum keemiline ristsiduv aine on DCP (dikumüülperoksiid).
Postituse aeg: 10. aprill 2025