Synthesemethoden en -variëteiten van polyethyleen
(1) Polyethyleen met lage dichtheid (LDPE)
Wanneer sporen van zuurstof of peroxiden als initiatoren aan zuiver ethyleen worden toegevoegd, dit wordt samengeperst tot ongeveer 202,6 kPa en verhit tot ongeveer 200 °C, polymeriseert het ethyleen tot wit, wasachtig polyethyleen. Deze methode wordt vanwege de bedrijfsomstandigheden vaak het hogedrukproces genoemd. Het resulterende polyethyleen heeft een dichtheid van 0,915–0,930 g/cm³ en een moleculair gewicht van 15.000 tot 40.000. De moleculaire structuur is sterk vertakt en los, met een "boomachtige" configuratie, wat de lage dichtheid verklaart, vandaar de naam lagedichtheidpolyethyleen.
(2) Polyethyleen met gemiddelde dichtheid (MDPE)
Het middendrukproces omvat de polymerisatie van ethyleen onder een druk van 30–100 atmosfeer met behulp van metaaloxidekatalysatoren. Het resulterende polyethyleen heeft een dichtheid van 0,931–0,940 g/cm³. MDPE kan ook worden geproduceerd door het mengen van polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) met LDPE of door copolymerisatie van ethyleen met comonomeren zoals buteen, vinylacetaat of acrylaten.
(3) Polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE)
Onder normale temperatuur- en drukcondities wordt ethyleen gepolymeriseerd met behulp van zeer efficiënte coördinatiekatalysatoren (organometallische verbindingen bestaande uit alkylaluminium en titaniumtetrachloride). Door de hoge katalytische activiteit kan de polymerisatiereactie snel worden voltooid bij lage drukken (0–10 atm) en lage temperaturen (60–75 °C), vandaar de naam lagedrukproces. Het resulterende polyethyleen heeft een onvertakte, lineaire moleculaire structuur, wat bijdraagt aan de hoge dichtheid (0,941–0,965 g/cm³). In vergelijking met LDPE vertoont HDPE een superieure hittebestendigheid, mechanische eigenschappen en weerstand tegen spanningscorrosie onder omgevingsomstandigheden.
Eigenschappen van polyethyleen
Polyethyleen is een melkwitte, wasachtige, halfdoorzichtige kunststof, waardoor het een ideaal isolatie- en omhulselmateriaal is voor draden en kabels. De belangrijkste voordelen zijn:
(1) Uitstekende elektrische eigenschappen: hoge isolatieweerstand en diëlektrische sterkte; lage permittiviteit (ε) en diëlektrische verliesfactor (tanδ) over een breed frequentiebereik, met minimale frequentieafhankelijkheid, waardoor het bijna een ideaal diëlektricum is voor communicatiekabels.
(2) Goede mechanische eigenschappen: flexibel maar toch taai, met een goede weerstand tegen vervorming.
(3) Sterke weerstand tegen thermische veroudering, brosheid bij lage temperaturen en chemische stabiliteit.
(4) Uitstekende waterbestendigheid met lage vochtabsorptie; de isolatieweerstand neemt over het algemeen niet af wanneer deze in water wordt ondergedompeld.
(5) Als niet-polair materiaal vertoont het een hoge gasdoorlaatbaarheid, waarbij LDPE de hoogste gasdoorlaatbaarheid heeft onder de kunststoffen.
(6) Lage soortelijke massa, allemaal onder de 1. LDPE valt met name op met ongeveer 0,92 g/cm³, terwijl HDPE, ondanks zijn hogere dichtheid, slechts ongeveer 0,94 g/cm³ heeft.
(7) Goede verwerkingseigenschappen: gemakkelijk te smelten en te plastificeren zonder te ontbinden, koelt snel af in de gewenste vorm en maakt nauwkeurige controle over de productgeometrie en -afmetingen mogelijk.
(8) Kabels gemaakt van polyethyleen zijn licht van gewicht, gemakkelijk te installeren en eenvoudig af te werken. Polyethyleen heeft echter ook een aantal nadelen: een lage verwekingstemperatuur; ontvlambaarheid, waarbij bij verbranding een paraffineachtige geur vrijkomt; slechte weerstand tegen spanningsscheuren en kruipweerstand in de omgeving. Speciale aandacht is vereist bij het gebruik van polyethyleen als isolatie of mantel voor onderzeese kabels of kabels die in steile verticale afdalingen worden geïnstalleerd.
Polyethyleen kunststoffen voor draden en kabels
(1) Polyethyleenplastic voor algemeen gebruik
Uitsluitend samengesteld uit polyethyleenhars en antioxidanten.
(2) Weerbestendig polyethyleenplastic
Het materiaal bestaat hoofdzakelijk uit polyethyleenhars, antioxidanten en roet. De weerbestendigheid is afhankelijk van de deeltjesgrootte, het gehalte en de verspreiding van het roet.
(3) Milieu-spanningsscheurbestendig polyethyleenplastic
Er wordt gebruik gemaakt van polyethyleen met een smeltstroomindex lager dan 0,3 en een smalle molecuulgewichtsverdeling. Het polyethyleen kan ook worden verknoopt door middel van bestraling of chemische methoden.
(4) Hoogspanningsisolatie Polyethyleen kunststof
Voor de isolatie van hoogspanningskabels is ultrazuiver polyethyleenplastic nodig, aangevuld met spanningsstabilisatoren en speciale extruders om de vorming van holtes te voorkomen, harsontlading tegen te gaan en de boogweerstand, elektrische erosieweerstand en coronaweerstand te verbeteren.
(5) Halfgeleidende polyethyleenplastic
Geproduceerd door geleidend roet toe te voegen aan polyethyleen, meestal met behulp van fijnkorrelig roet met een hoge structuur.
(6) Thermoplastische, rookarme, halogeenvrije (LSZH) polyolefine kabelcompound
Deze samenstelling gebruikt polyethyleenhars als basismateriaal, waaraan zeer effectieve halogeenvrije vlamvertragers, rookonderdrukkers, thermische stabilisatoren, schimmelwerende middelen en kleurstoffen zijn toegevoegd. Het proces omvat mengen, plastificeren en pelletiseren.
Gekruisd polyethyleen (XLPE)
Onder invloed van hoogenergetische straling of verknopingsmiddelen transformeert de lineaire moleculaire structuur van polyethyleen in een driedimensionale (netwerk)structuur, waardoor het thermoplastische materiaal verandert in een thermohardend materiaal. Wanneer het als isolatiemateriaal wordt gebruikt,XLPEHet materiaal is bestand tegen continue bedrijfstemperaturen tot 90 °C en kortsluittemperaturen van 170–250 °C. Er zijn verschillende methoden voor crosslinking, waaronder fysische en chemische crosslinking. Bestralingscrosslinking is een fysische methode, terwijl DCP (dicumylperoxide) het meest gebruikte chemische crosslinkingmiddel is.
Geplaatst op: 10 april 2025