Полиолефиновые материалы, известные своими превосходными электрическими свойствами, технологичностью и экологическими показателями, стали одними из наиболее широко используемых изоляционных и оболочных 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 проницаемостью, превосходной изоляцией и исключительной химической стойкостью, что обеспечивает долговременную стабильность и безопасность. 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) — 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 ПЭНП, ПЭВП, ЛПЭНП и СПЭНП.
(1)Полиэтилен низкой плотности (ПНП)
Структура: Получается путем свободнорадикальной полимеризации под высоким давлением; содержит много разветвленных цепей, кристалличность 55–65% и плотность 0,91–0,93 г/см³.
Свойства: Мягкий, прозрачный и ударопрочный, но обладает умеренной термостойкостью (примерно до 80 °C).
Применение: Обычно используется в качестве материала оболочки для кабелей связи и сигнальных кабелей, обеспечивая баланс между гибкостью и изоляцией.
(2) Полиэтилен высокой плотности (HDPE)
Структура: Полимеризована при низком давлении с катализаторами 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, отличная химическая стабильность, но несколько сниженная низкотемпературная вязкость.
Применение: широко используется для изоляционных слоев, каналов связи и оболочек оптоволоконных кабелей, обеспечивая превосходную защиту от атмосферных воздействий и механических воздействий, особенно при наружном или подземном монтаже.
(3) Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)
Структура: Сополимеризована из этилена и α-олефина, с короткоцепочечным разветвлением; плотность 0,915–0,925 г/см³.
Свойства: Сочетает в себе гибкость и прочность с превосходной устойчивостью к проколам.
Применение: подходит для использования в качестве оболочек и изоляционных материалов в кабелях низкого и среднего напряжения, а также в контрольных кабелях, повышая стойкость к ударам и изгибу.
(4)Сшитый полиэтилен (XLPE)
Структура: Трехмерная сеть, образованная посредством химического или физического сшивания (силан, пероксид или электронно-лучевой метод).
Свойства: Исключительная термостойкость, механическая прочность, электроизоляция и атмосферостойкость.
Применение: широко используется в силовых кабелях среднего и высокого напряжения, новых энергетических кабелях и автомобильных жгутах проводов — основной изоляционный материал в современном кабельном производстве.
2. Полипропилен (ПП)
Полипропилен (ПП), полимеризованный 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: Легкий, высокая механическая прочность, отличная химическая стойкость и превосходная электроизоляция.
Применение: используется в основном в качестве безгалогенового изоляционного материала в кабелях. В связи с растущим вниманием к защите окружающей среды, сшитый полипропилен (XLPP) и модифицированный сополимер полипропилена (PP) всё чаще заменяют традиционный полиэтилен в высокотемпературных и высоковольтных кабельных системах, таких как кабели для железных дорог, ветроэнергетики и электромобилей.
3. Полибутилен (ПБ)
Полибутилен включает поли(1-бутен) (ПБ-1) и полиизобутилен (ПИБ).
Свойства: Отличная термостойкость, химическая стабильность и сопротивление ползучести.
Применение: PB-1 используется в трубах, пленках и упаковке, в то время как PIB широко применяется в кабельном производстве в качестве водоблокирующего геля, герметика и наполнителя благодаря своей газонепроницаемости и химической инертности — обычно используется в оптоволоконных кабелях для герметизации и защиты от влаги.
II. Другие распространённые полиолефиновые материалы
(1) Сополимер этилена и винилацетата (ЭВА)
ЭВА сочетает в себе этилен и винилацетат, отличается гибкостью и морозостойкостью (сохраняет гибкость при температуре –50 °C).
Свойства: Мягкий, ударопрочный, нетоксичен и устойчив к старению.
Применение: В кабелях ЭВА часто используется в качестве модификатора гибкости или несущей смолы в малодымных и безгалогеновых составах (LSZH), улучшая стабильность обработки и гибкость экологически чистых изоляционных и оболочных материалов.
(2) Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)
С молекулярной массой более 1,5 миллиона СВМПЭ является первоклассным инженерным пластиком.
Свойства: Самая высокая износостойкость среди пластиков, ударная вязкость в пять раз выше, чем у АБС, отличная химическая стойкость и низкое влагопоглощение.
Применение: Используется в оптических кабелях и специальных кабелях в качестве износостойкой оболочки или покрытия для элементов, работающих на растяжение, повышая стойкость к механическим повреждениям и истиранию.
III. Заключение
Полиолефиновые материалы не содержат галогенов, малодымные и нетоксичные при горении. Они обладают превосходной электрической, механической и технологической стабильностью, а их эксплуатационные характеристики могут быть дополнительно улучшены с помощью технологий прививки, смешивания и сшивания.
Благодаря сочетанию безопасности, экологичности и надежности полиолефиновые материалы стали основой современной кабельной промышленности. В перспективе, по мере роста таких секторов, как транспорт на новых источниках энергии, фотоэлектрические системы и системы передачи данных, инновации в области применения полиолефинов будут способствовать повышению эффективности и устойчивому развитию кабельной промышленности.
Время публикации: 17 октября 2025 г.