Полиолефиновые материалы, известные своими превосходными электрическими свойствами, технологичностью и экологичностью, стали одними из наиболее широко используемых изоляционных и защитных материалов в кабельной промышленности.
Полиолефины — это высокомолекулярные полимеры, синтезируемые из олефиновых мономеров, таких как этилен, пропилен и бутен. Они широко применяются в кабельной, упаковочной, строительной, автомобильной и медицинской промышленности.
В производстве кабелей полиолефиновые материалы обладают низкой диэлектрической постоянной, превосходной изоляцией и выдающейся химической стойкостью, обеспечивая долговременную стабильность и безопасность. Их отсутствие галогенов и возможность вторичной переработки также соответствуют современным тенденциям в области экологичного и устойчивого производства.
I. Классификация по типу мономера
1. Полиэтилен (ПЭ)
Полиэтилен (ПЭ) — это термопластичная смола, полимеризуемая из мономеров этилена, и один из наиболее широко используемых пластиков в мире. В зависимости от плотности и молекулярной структуры он подразделяется на типы LDPE, HDPE, LLDPE и XLPE.
(1)Полиэтилен низкой плотности (ПНД)
Структура: Получен методом свободнорадикальной полимеризации под высоким давлением; содержит множество разветвленных цепей, имеет кристалличность 55–65% и плотность 0,91–0,93 г/см³.
Свойства: Мягкий, прозрачный и ударопрочный, но обладает умеренной термостойкостью (до 80 °C).
Применение: Широко используется в качестве материала оболочки для коммуникационных и сигнальных кабелей, обеспечивая баланс между гибкостью и изоляцией.
(2) Полиэтилен высокой плотности (HDPE)
Структура: Полимеризация происходит при низком давлении с использованием катализаторов Циглера-Натта; имеет мало или совсем не имеет разветвлений, высокую кристалличность (80–95%) и плотность 0,94–0,96 г/см³.
Свойства: Высокая прочность и жесткость, превосходная химическая стабильность, но несколько сниженная ударная вязкость при низких температурах.
Применение: Широко используется в качестве изоляционных слоев, коммуникационных каналов и оболочек волоконно-оптических кабелей, обеспечивая превосходную защиту от атмосферных воздействий и механических повреждений, особенно при наружной или подземной установке.
(3) Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНП)
Структура: Сополимер этилена и α-олефина с короткоцепочечными разветвлениями; плотность от 0,915 до 0,925 г/см³.
Свойства: Сочетает в себе гибкость и прочность с превосходной устойчивостью к проколам.
Применение: Подходит для оболочек и изоляционных материалов низковольтных и средневольтных кабелей, а также контрольных кабелей, повышая ударопрочность и устойчивость к изгибу.
(4)Сшитый полиэтилен (XLPE)
Структура: Трехмерная сетчатая структура, образованная посредством химической или физической сшивки (силан, пероксид или электронный пучок).
Свойства: Выдающаяся термостойкость, механическая прочность, электроизоляция и устойчивость к атмосферным воздействиям.
Области применения: Широко используется в силовых кабелях среднего и высокого напряжения, кабелях для электроэнергетики и автомобильных жгутах проводов — основной изоляционный материал в современном кабельном производстве.
2. Полипропилен (ПП)
Полипропилен (ПП), полимеризуемый из пропилена, имеет плотность 0,89–0,92 г/см³, температуру плавления 164–176 °C и диапазон рабочих температур от –30 °C до 140 °C.
Свойства: малый вес, высокая механическая прочность, превосходная химическая стойкость и отличная электроизоляция.
Применение: Используется преимущественно в качестве безгалогенного изоляционного материала в кабелях. В связи с растущим вниманием к защите окружающей среды, сшитый полипропилен (XLPP) и модифицированный сополимер полипропилена все чаще заменяют традиционный полиэтилен в высокотемпературных и высоковольтных кабельных системах, таких как железнодорожные, ветроэнергетические и кабели для электромобилей.
3. Полибутилен (ПБ)
Полибутилен включает поли(1-бутен) (PB-1) и полиизобутилен (PIB).
Свойства: Отличная термостойкость, химическая стабильность и сопротивление ползучести.
Области применения: PB-1 используется в трубах, пленках и упаковке, а PIB широко применяется в кабельной промышленности в качестве водонепроницаемого геля, герметика и наполнителя благодаря своей газонепроницаемости и химической инертности — обычно используется в волоконно-оптических кабелях для герметизации и защиты от влаги.
II. Другие распространенные полиолефиновые материалы
(1) Сополимер этилена и винилацетата (ЭВА)
ЭВА — это материал, сочетающий в себе этилен и винилацетат, обладающий гибкостью и морозостойкостью (сохраняет гибкость при –50 °C).
Свойства: Мягкий, ударопрочный, нетоксичный и устойчивый к старению.
Применение: В кабелях ЭВА часто используется в качестве модификатора гибкости или несущей смолы в составах с низким дымовыделением и нулевым содержанием галогенов (LSZH), улучшая технологическую стабильность и гибкость экологически чистых изоляционных и оболочных материалов.
(2) Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE) с молекулярной массой, превышающей 1,5 миллиона, является первоклассным конструкционным пластиком.
Свойства: высочайшая износостойкость среди пластмасс, ударная прочность в пять раз выше, чем у АБС-пластика, превосходная химическая стойкость и низкое влагопоглощение.
Применение: Используется в оптических и специальных кабелях в качестве износостойкой оболочки или покрытия для элементов, работающих на растяжение, повышая устойчивость к механическим повреждениям и истиранию.
III. Заключение
Полиолефиновые материалы не содержат галогенов, выделяют мало дыма и нетоксичны при горении. Они обладают превосходной электрической, механической и технологической стабильностью, а их характеристики могут быть дополнительно улучшены с помощью технологий прививки, смешивания и сшивания.
Благодаря сочетанию безопасности, экологичности и надежной работы полиолефиновые материалы стали основной материальной системой в современной кабельной промышленности. В перспективе, по мере роста таких секторов, как электромобили, фотовольтаика и передача данных, инновации в применении полиолефинов будут способствовать дальнейшему развитию высокоэффективной и устойчивой кабельной промышленности.
Дата публикации: 17 октября 2025 г.