Polyetylensyntesemetoder og varianter
(1) Lavdensitetspolyetylen (LDPE)
Når spormengder av oksygen eller peroksider tilsettes som initiatorer til ren etylen, komprimeres til omtrent 202,6 kPa og varmes opp til omtrent 200 °C, polymeriserer etylenet til hvit, voksaktig polyetylen. Denne metoden blir ofte referert til som høytrykksprosessen på grunn av driftsforholdene. Den resulterende polyetylenen har en tetthet på 0,915–0,930 g/cm³ og en molekylvekt som varierer fra 15 000 til 40 000. Dens molekylære struktur er svært forgrenet og løs, og ligner en "trelignende" konfigurasjon, noe som forklarer dens lave tetthet, derav navnet lavdensitetspolyetylen.
(2) Polyetylen med middels tetthet (MDPE)
Middelstrykksprosessen innebærer polymerisering av etylen under 30–100 atmosfærer ved bruk av metalloksidkatalysatorer. Den resulterende polyetylenen har en tetthet på 0,931–0,940 g/cm³. MDPE kan også produseres ved å blande høydensitetspolyetylen (HDPE) med LDPE eller gjennom kopolymerisering av etylen med komonomerer som buten, vinylacetat eller akrylater.
(3) Høydensitetspolyetylen (HDPE)
Under normale temperatur- og trykkforhold polymeriseres etylen ved hjelp av svært effektive koordinasjonskatalysatorer (organometalliske forbindelser bestående av alkylaluminium og titantetraklorid). På grunn av den høye katalytiske aktiviteten kan polymerisasjonsreaksjonen fullføres raskt ved lavt trykk (0–10 atm) og lave temperaturer (60–75 °C), derav navnet lavtrykksprosess. Den resulterende polyetylenen har en uforgrenet, lineær molekylstruktur, noe som bidrar til dens høye tetthet (0,941–0,965 g/cm³). Sammenlignet med LDPE viser HDPE overlegen varmebestandighet, mekaniske egenskaper og motstand mot miljømessige spenningssprekker.
Egenskaper til polyetylen
Polyetylen er en melkehvit, vokslignende, halvtransparent plast, noe som gjør den til et ideelt isolasjons- og mantelmateriale for ledninger og kabler. De viktigste fordelene inkluderer:
(1) Utmerkede elektriske egenskaper: høy isolasjonsmotstand og dielektrisk styrke; lav permittivitet (ε) og dielektrisk tapstangens (tanδ) over et bredt frekvensområde, med minimal frekvensavhengighet, noe som gjør den til et nesten ideelt dielektrikum for kommunikasjonskabler.
(2) Gode mekaniske egenskaper: fleksibel, men likevel seig, med god deformasjonsmotstand.
(3) Sterk motstand mot termisk aldring, lavtemperatursprøhet og kjemisk stabilitet.
(4) Utmerket vannmotstand med lav fuktighetsabsorpsjon; isolasjonsmotstanden reduseres vanligvis ikke når den er nedsenket i vann.
(5) Som et ikke-polart materiale har det høy gasspermeabilitet, der LDPE har den høyeste gasspermeabiliteten blant plaster.
(6) Lav spesifikk vekt, alt under 1. LDPE er spesielt bemerkelsesverdig med omtrent 0,92 g/cm³, mens HDPE, til tross for sin høyere tetthet, bare er rundt 0,94 g/cm³.
(7) Gode prosesseringsegenskaper: lett å smelte og mykgjøre uten nedbrytning, avkjøles lett til riktig form og gir presis kontroll over produktets geometri og dimensjoner.
(8) Kabler laget av polyetylen er lette, enkle å installere og enkle å terminere. Polyetylen har imidlertid også flere ulemper: lav mykningstemperatur; brennbarhet, avgir en parafinlignende lukt ved brenning; dårlig motstand mot miljømessige spenningssprekker og krypemotstand. Spesiell oppmerksomhet kreves ved bruk av polyetylen som isolasjon eller kappe for sjøkabler eller kabler installert i bratte vertikale fall.
Polyetylenplast for ledninger og kabler
(1) Universalisolasjon Polyetylenplast
Består utelukkende av polyetylenharpiks og antioksidanter.
(2) Værbestandig polyetylenplast
Består hovedsakelig av polyetylenharpiks, antioksidanter og karbonrøk. Værbestandigheten avhenger av partikkelstørrelsen, innholdet og spredningen av karbonrøken.
(3) Miljøvennlig stress- og sprekkbestandig polyetylenplast
Bruker polyetylen med en smelteindeks under 0,3 og en smal molekylvektfordeling. Polyetylenet kan også tverrbindes via bestråling eller kjemiske metoder.
(4) Høyspenningsisolasjon av polyetylenplast
Isolasjon av høyspentkabel krever ultraren polyetylenplast, supplert med spenningsstabilisatorer og spesialiserte ekstrudere for å forhindre hulromsdannelse, undertrykke harpiksutladning og forbedre lysbuemotstand, motstand mot elektrisk erosjon og koronamotstand.
(5) Halvledende polyetylenplast
Produsert ved å tilsette ledende karbonrøyk til polyetylen, vanligvis ved bruk av finpartikkelformet karbonrøyk med høy struktur.
(6) Termoplastisk lavrøyk-nullhalogen (LSZH) polyolefin kabelblanding
Denne forbindelsen bruker polyetylenharpiks som basismateriale, og inneholder høyeffektive halogenfrie flammehemmere, røykdempende midler, termiske stabilisatorer, soppdrepende midler og fargestoffer, bearbeidet gjennom blanding, mykgjøring og pelletering.
Tverrbundet polyetylen (XLPE)
Under påvirkning av høyenergistråling eller tverrbindingsmidler omdannes den lineære molekylstrukturen til polyetylen til en tredimensjonal (nettverks)struktur, som omdanner termoplastmaterialet til et termoherdende materiale. Når det brukes som isolasjon,XLPEtåler kontinuerlige driftstemperaturer på opptil 90 °C og kortslutningstemperaturer på 170–250 °C. Tverrbindingsmetoder inkluderer fysisk og kjemisk tverrbinding. Bestrålingstverrbinding er en fysisk metode, mens det vanligste kjemiske tverrbindingsmiddelet er DCP (dikumylperoksid).
Publiseringstid: 10. april 2025