Metode și varietăți de sinteză a polietilenei
(1) Polietilenă de densitate mică (LDPE)
Când urme de oxigen sau peroxizi sunt adăugate ca inițiatori la etilena pură, comprimată la aproximativ 202,6 kPa și încălzită la aproximativ 200°C, etilena polimerizează în polietilenă albă, ceroasă. Această metodă este denumită în mod obișnuit procedeu de înaltă presiune datorită condițiilor de operare. Polietilena rezultată are o densitate de 0,915–0,930 g/cm³ și o greutate moleculară cuprinsă între 15.000 și 40.000. Structura sa moleculară este puternic ramificată și laxă, asemănătoare unei configurații „arboretice”, ceea ce explică densitatea sa scăzută, de unde și denumirea de polietilenă de joasă densitate.
(2) Polietilenă de densitate medie (MDPE)
Procedeul la presiune medie implică polimerizarea etilenei la 30–100 atmosfere folosind catalizatori de oxid metalic. Polietilena rezultată are o densitate de 0,931–0,940 g/cm³. MDPE poate fi produs și prin amestecarea polietilenei de înaltă densitate (HDPE) cu LDPE sau prin copolimerizarea etilenei cu comonomeri precum butena, acetatul de vinil sau acrilații.
(3) Polietilenă de înaltă densitate (HDPE)
În condiții normale de temperatură și presiune, etilena este polimerizată folosind catalizatori de coordonare extrem de eficienți (compuși organometalici compuși din alchilaluminiu și tetraclorură de titan). Datorită activității catalitice ridicate, reacția de polimerizare poate fi finalizată rapid la presiuni scăzute (0–10 atm) și temperaturi scăzute (60–75°C), de unde și denumirea de proces de joasă presiune. Polietilena rezultată are o structură moleculară liniară, neramificată, contribuind la densitatea sa mare (0,941–0,965 g/cm³). Comparativ cu LDPE, HDPE prezintă o rezistență termică superioară, proprietăți mecanice și rezistență la fisurare sub stres din cauza mediului.
Proprietățile polietilenei
Polietilena este un plastic semitransparent, de culoare alb-lăptos, asemănător cerii, ceea ce o face un material ideal pentru izolație și înveliș pentru fire și cabluri. Principalele sale avantaje includ:
(1) Proprietăți electrice excelente: rezistență ridicată la izolație și rigiditate dielectrică; permitivitate (ε) scăzută și tangentă a pierderilor dielectrice (tanδ) scăzute pe o gamă largă de frecvențe, cu o dependență minimă de frecvență, ceea ce îl face aproape ideal pentru dielectricul cablurilor de comunicații.
(2) Proprietăți mecanice bune: flexibile, dar rezistente, cu o bună rezistență la deformare.
(3) Rezistență puternică la îmbătrânirea termică, fragilitate la temperaturi scăzute și stabilitate chimică.
(4) Rezistență excelentă la apă cu absorbție redusă de umiditate; rezistența izolației, în general, nu scade la scufundarea în apă.
(5) Fiind un material nepolar, prezintă o permeabilitate ridicată la gaze, LDPE având cea mai mare permeabilitate la gaze dintre materialele plastice.
(6) Greutate specifică scăzută, toate sub 1. LDPE este deosebit de remarcabil, având aproximativ 0,92 g/cm³, în timp ce HDPE, în ciuda densității sale mai mari, are doar în jur de 0,94 g/cm³.
(7) Proprietăți bune de prelucrare: ușor de topit și plastifiat fără descompunere, se răcește ușor pentru a lua forma dorită și permite un control precis asupra geometriei și dimensiunilor produsului.
(8) Cablurile fabricate din polietilenă sunt ușoare, ușor de instalat și simplu de terminat. Cu toate acestea, polietilena are și câteva dezavantaje: temperatură scăzută de înmuiere; inflamabilitate, emanând un miros asemănător parafinei la ardere; rezistență slabă la fisurare prin stres și rezistență la fluaj în condiții de mediu. Este necesară o atenție deosebită atunci când se utilizează polietilenă ca izolație sau manta pentru cabluri submarine sau cabluri instalate în pante verticale abrupte.
Materiale plastice din polietilenă pentru fire și cabluri
(1) Izolație de uz general din polietilenă plastică
Compus exclusiv din rășină de polietilenă și antioxidanți.
(2) Plastic polietilenic rezistent la intemperii
Compus în principal din rășină de polietilenă, antioxidanți și negru de fum. Rezistența la intemperii depinde de dimensiunea particulelor, conținutul și dispersia negrului de fum.
(3) Plastic polietilenic rezistent la stres și fisuri la factori de mediu
Utilizează polietilenă cu un indice de curgere la topire sub 0,3 și o distribuție îngustă a greutății moleculare. Polietilena poate fi, de asemenea, reticulată prin iradiere sau metode chimice.
(4) Izolație de înaltă tensiune din polietilenă plastică
Izolația cablurilor de înaltă tensiune necesită polietilenă ultrapură, suplimentată cu stabilizatori de tensiune și extrudere specializate pentru a preveni formarea golurilor, a suprima descărcarea rășinii și a îmbunătăți rezistența la arc, rezistența la eroziunea electrică și rezistența la coroană.
(5) Plastic polietilenic semiconductor
Produs prin adăugarea de negru de fum conductiv la polietilenă, de obicei folosind negru de fum cu particule fine și structură înaltă.
(6) Compus termoplastic pentru cablu din poliolefină, cu emisii reduse de fum și fără halogeni (LSZH)
Acest compus folosește rășină de polietilenă ca material de bază, încorporând ignifugatori fără halogeni de înaltă eficiență, antifum, stabilizatori termici, agenți antifungici și coloranți, procesați prin amestecare, plastifiere și peletizare.
Polietilenă reticulată (XLPE)
Sub acțiunea radiațiilor de înaltă energie sau a agenților de reticulare, structura moleculară liniară a polietilenei se transformă într-o structură tridimensională (de rețea), transformând materialul termoplastic într-un material termorezistent. Atunci când este utilizat ca izolator,XLPEpoate rezista la temperaturi de funcționare continuă de până la 90°C și la temperaturi de scurtcircuit de 170–250°C. Metodele de reticulare includ reticularea fizică și chimică. Reticularea prin iradiere este o metodă fizică, în timp ce cel mai comun agent de reticulare chimică este DCP (peroxid de dicumil).
Data publicării: 10 aprilie 2025