Методы и разновидности синтеза полиэтилена
(1) Полиэтилен низкой плотности (ПВД)
При добавлении следовых количеств кислорода или пероксидов в качестве инициаторов к чистому этилену, сжатому примерно до 202,6 кПа и нагретому примерно до 200 °C, этилен полимеризуется в белый восковой полиэтилен. Этот метод обычно называют процессом высокого давления из-за условий проведения процесса. Получаемый полиэтилен имеет плотность 0,915–0,930 г/см³ и молекулярную массу от 15 000 до 40 000. Его молекулярная структура сильно разветвлена и рыхла, напоминает «древовидную», что обуславливает его низкую плотность, отсюда и название – полиэтилен низкой плотности.
(2) Полиэтилен средней плотности (МДПЭ)
Процесс среднего давления включает полимеризацию этилена при давлении 30–100 атмосфер с использованием металлооксидных катализаторов. Получаемый полиэтилен имеет плотность 0,931–0,940 г/см³. ПЭСП также может быть получен смешением полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) с ПЭНП или сополимеризацией этилена с сомономерами, такими как бутен, винилацетат или акрилаты.
(3) Полиэтилен высокой плотности (HDPE)
При нормальных температуре и давлении этилен полимеризуется с использованием высокоэффективных координационных катализаторов (металлоорганических соединений, состоящих из алкилалюминия и тетрахлорида титана). Благодаря высокой каталитической активности реакция полимеризации может быть быстро завершена при низких давлениях (0–10 атм) и температурах (60–75 °C), отсюда и название «процесс низкого давления». Получающийся полиэтилен имеет неразветвленную линейную молекулярную структуру, что обуславливает его высокую плотность (0,941–0,965 г/см³). По сравнению с ПЭНП, ПЭВП обладает превосходной термостойкостью, механическими свойствами и стойкостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды.
Свойства полиэтилена
Полиэтилен — молочно-белый, воскообразный, полупрозрачный пластик, идеально подходящий для изоляции и оболочки проводов и кабелей. Его основные преимущества:
(1) Отличные электрические свойства: высокое сопротивление изоляции и электрическая прочность; низкая диэлектрическая проницаемость (ε) и тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) в широком диапазоне частот с минимальной зависимостью от частоты, что делает его почти идеальным диэлектриком для кабелей связи.
(2) Хорошие механические свойства: гибкий, но прочный, с хорошей устойчивостью к деформации.
(3) Высокая устойчивость к термическому старению, хрупкости при низких температурах и химическая стабильность.
(4) Отличная водостойкость с низким влагопоглощением; сопротивление изоляции, как правило, не уменьшается при погружении в воду.
(5) Как неполярный материал, он обладает высокой газопроницаемостью, причем ПЭНП имеет самую высокую газопроницаемость среди пластиков.
(6) Низкий удельный вес, все показатели ниже 1. ПЭНП особенно примечателен при плотности около 0,92 г/см³, тогда как ПЭВП, несмотря на более высокую плотность, составляет всего около 0,94 г/см³.
(7) Хорошие технологические свойства: легко плавится и пластифицируется без разложения, легко охлаждается и принимает нужную форму, позволяет точно контролировать геометрию и размеры изделия.
(8) Кабели, изготовленные из полиэтилена, лёгкие, просты в монтаже и разделке. Однако полиэтилен имеет ряд недостатков: низкую температуру размягчения; горючесть (при горении выделяется запах, похожий на запах парафина); низкую стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды и низкую ползучесть. Особое внимание следует уделять использованию полиэтилена в качестве изоляции или оболочки для подводных кабелей или кабелей, проложенных на крутых склонах.
Полиэтиленовые пластики для проводов и кабелей
(1) Полиэтиленовый пластик общего назначения для изоляции
Состоит исключительно из полиэтиленовой смолы и антиоксидантов.
(2) Полиэтиленовый пластик, устойчивый к атмосферным воздействиям
Состоит в основном из полиэтиленовой смолы, антиоксидантов и технического углерода. Устойчивость к атмосферным воздействиям зависит от размера частиц, содержания и дисперсности технического углерода.
(3) Полиэтиленовый пластик, устойчивый к растрескиванию под воздействием окружающей среды
Используется полиэтилен с индексом текучести расплава ниже 0,3 и узким молекулярно-массовым распределением. Полиэтилен также может быть сшит облучением или химическими методами.
(4) Высоковольтная изоляция из полиэтиленового пластика
Для изоляции высоковольтных кабелей требуется сверхчистый полиэтиленовый пластик, дополненный стабилизаторами напряжения и специализированными экструдерами для предотвращения образования пустот, подавления разряда смолы и повышения дугостойкости, стойкости к электроэрозии и коронному разряду.
(5) Полупроводящий полиэтиленовый пластик
Изготавливается путем добавления проводящей сажи к полиэтилену, обычно с использованием мелкодисперсной, высокоструктурированной сажи.
(6) Термопластичный малодымный безгалогенный (LSZH) полиолефиновый кабельный компаунд
В качестве базового материала в этом составе используется полиэтиленовая смола, включающая в себя высокоэффективные безгалогенные антипирены, дымоподавители, термостабилизаторы, противогрибковые агенты и красители, обработанные путем смешивания, пластификации и гранулирования.
Сшитый полиэтилен (XLPE)
Под действием высокоэнергетического излучения или сшивающих агентов линейная молекулярная структура полиэтилена преобразуется в трёхмерную (сетчатую), превращая термопластичный материал в термореактивный. При использовании в качестве изоляцииСшитый полиэтиленВыдерживает непрерывную рабочую температуру до 90 °C и температуру короткого замыкания 170–250 °C. Методы сшивания включают физическое и химическое сшивание. Сшивание под действием облучения является физическим методом, а наиболее распространённым химическим сшивающим агентом является дикумилпероксид (ДКП).
Время публикации: 10 апреля 2025 г.