Методи и разновидности на синтеза на полиетилен
(1) Полиетилен с ниска плътност (LDPE)
Когато към чист етилен се добавят следи от кислород или пероксиди като инициатори, компресира се до приблизително 202,6 kPa и се нагрее до около 200°C, етиленът полимеризира в бял, восъчен полиетилен. Този метод обикновено се нарича процес с високо налягане поради условията на работа. Полученият полиетилен има плътност от 0,915–0,930 g/cm³ и молекулно тегло от 15 000 до 40 000. Молекулната му структура е силно разклонена и рохкава, наподобяваща „дървовидна“ конфигурация, което обяснява ниската му плътност, откъдето идва и името полиетилен с ниска плътност.
(2) Полиетилен със средна плътност (MDPE)
Процесът със средно налягане включва полимеризация на етилен под налягане от 30 до 100 атмосфери, използвайки метални оксидни катализатори. Полученият полиетилен има плътност от 0,931 до 0,940 g/cm³. MDPE може да се произведе и чрез смесване на полиетилен с висока плътност (HDPE) с LDPE или чрез съполимеризация на етилен със съмономери като бутен, винилацетат или акрилати.
(3) Полиетилен с висока плътност (HDPE)
При нормални условия на температура и налягане, етиленът се полимеризира с помощта на високоефективни координационни катализатори (органометални съединения, съставени от алкилалуминий и титанов тетрахлорид). Поради високата каталитична активност, реакцията на полимеризация може да завърши бързо при ниско налягане (0–10 atm) и ниски температури (60–75°C), откъдето идва и наименованието процес при ниско налягане. Полученият полиетилен има неразклонена, линейна молекулна структура, което допринася за високата му плътност (0.941–0.965 g/cm³). В сравнение с LDPE, HDPE показва превъзходна топлоустойчивост, механични свойства и устойчивост на напукване под напрежение в околната среда.
Свойства на полиетилена
Полиетиленът е млечнобяла, подобна на восък, полупрозрачна пластмаса, което го прави идеален изолационен и обвиващ материал за проводници и кабели. Основните му предимства включват:
(1) Отлични електрически свойства: високо изолационно съпротивление и диелектрична якост; ниска диелектрична проницаемост (ε) и тангенс на диелектричните загуби (tanδ) в широк честотен диапазон, с минимална честотна зависимост, което го прави почти идеален диелектрик за комуникационни кабели.
(2) Добри механични свойства: гъвкави, но здрави, с добра устойчивост на деформация.
(3) Силна устойчивост на термично стареене, нискотемпературна крехкост и химическа стабилност.
(4) Отлична водоустойчивост с ниско влагопоглъщане; изолационното съпротивление обикновено не намалява при потапяне във вода.
(5) Като неполярен материал, той проявява висока газопропускливост, като LDPE има най-високата газопропускливост сред пластмасите.
(6) Ниско специфично тегло, всички под 1. LDPE е особено забележителен с приблизително 0,92 g/cm³, докато HDPE, въпреки по-високата си плътност, е само около 0,94 g/cm³.
(7) Добри свойства за обработка: лесно се топи и пластифицира без разлагане, охлажда се лесно във форма и позволява прецизен контрол върху геометрията и размерите на продукта.
(8) Кабелите, изработени от полиетилен, са леки, лесни за инсталиране и лесно се завършват. Полиетиленът обаче има и няколко недостатъка: ниска температура на омекване; запалимост, отделяне на парафинова миризма при изгаряне; лоша устойчивост на напукване под напрежение в околната среда и устойчивост на пълзене. Необходимо е специално внимание, когато се използва полиетилен като изолация или обвивка за подводни кабели или кабели, инсталирани в стръмни вертикални спускания.
Полиетиленови пластмаси за проводници и кабели
(1) Изолация от полиетилен с общо предназначение
Състои се единствено от полиетиленова смола и антиоксиданти.
(2) Устойчива на атмосферни влияния полиетиленова пластмаса
Състои се предимно от полиетиленова смола, антиоксиданти и сажди. Устойчивостта на атмосферни влияния зависи от размера на частиците, съдържанието и дисперсията на саждите.
(3) Полиетиленова пластмаса, устойчива на напукване при стрес и околна среда
Използва полиетилен с индекс на течливост на стопилка под 0,3 и тясно разпределение на молекулното тегло. Полиетиленът може да бъде омрежен и чрез облъчване или химични методи.
(4) Високоволтова изолация от полиетиленова пластмаса
Изолацията на кабели за високо напрежение изисква ултрачиста полиетиленова пластмаса, допълнена със стабилизатори на напрежението и специализирани екструдери, за да се предотврати образуването на кухини, да се потисне изпускането на смола и да се подобри устойчивостта на дъга, устойчивостта на електрическа ерозия и устойчивостта на корона.
(5) Полупроводникова полиетиленова пластмаса
Произвежда се чрез добавяне на проводими сажди към полиетилен, обикновено с помощта на фини частици, високоструктурирани сажди.
(6) Термопластичен полиолефинов кабелен компаунд с ниско съдържание на дим и нулеви халогени (LSZH)
Това съединение използва полиетиленова смола като основен материал, включващ високоефективни безхалогенни забавители на горенето, димопотискащи вещества, термични стабилизатори, противогъбични средства и оцветители, обработени чрез смесване, пластифициране и пелетизиране.
Омрежен полиетилен (XLPE)
Под действието на високоенергийно лъчение или омрежващи агенти, линейната молекулярна структура на полиетилена се трансформира в триизмерна (мрежова) структура, превръщайки термопластичния материал в термореактивен. Когато се използва като изолация,XLPEМоже да издържи на продължителни работни температури до 90°C и температури на късо съединение от 170–250°C. Методите за омрежване включват физическо и химическо омрежване. Омрежването чрез облъчване е физичен метод, докато най-разпространеният химичен агент за омрежване е DCP (дикумил пероксид).
Време на публикуване: 10 април 2025 г.