שיטות וזנים של סינתזת פוליאתילן
(1) פוליאתילן בצפיפות נמוכה (פוליאתילן פחם)
כאשר מוסיפים כמויות זעירות של חמצן או מי חמצן כיוזמים לאתילן טהור, דחוס לכ-202.6 קילופסקאל ומחומם לכ-200 מעלות צלזיוס, האתילן מתפלמר לפוליאתילן לבן ושעווה. שיטה זו מכונה בדרך כלל תהליך בלחץ גבוה בשל תנאי ההפעלה. לפוליאתילן המתקבל צפיפות של 0.915-0.930 גרם/סמ"ק ומשקל מולקולרי הנע בין 15,000 ל-40,000. המבנה המולקולרי שלו מסועף מאוד ורופף, הדומה לתצורה "דמוית עץ", מה שמסביר את צפיפותו הנמוכה, ומכאן השם פוליאתילן בצפיפות נמוכה.
(2) פוליאתילן בצפיפות בינונית (MDPE)
תהליך הלחץ הבינוני כרוך בפולימריזציה של אתילן תחת 30-100 אטמוספרות באמצעות זרזים של תחמוצת מתכת. לפוליאתילן המתקבל צפיפות של 0.931-0.940 גרם/סמ"ק. ניתן לייצר MDPE גם על ידי ערבוב פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) עם LDPE או באמצעות קופולימריזציה של אתילן עם קומונומרים כגון בוטן, ויניל אצטט או אקרילטים.
(3) פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE)
בתנאי טמפרטורה ולחץ רגילים, אתילן עובר פילמור באמצעות זרזים קואורדינציה יעילים ביותר (תרכובות אורגנו-מתכתיות המורכבות מאלקילאלומינום וטיטניום טטרכלוריד). בשל הפעילות הקטליטית הגבוהה, ניתן להשלים את תגובת הפילמור במהירות בלחצים נמוכים (0-10 אטמ') ובטמפרטורות נמוכות (60-75 מעלות צלזיוס), ומכאן השם תהליך בלחץ נמוך. לפוליאתילן המתקבל מבנה מולקולרי ליניארי ולא מסועף, התורם לצפיפותו הגבוהה (0.941-0.965 גרם/סמ"ק). בהשוואה ל-LDPE, HDPE מציג עמידות גבוהה יותר בחום, תכונות מכניות ועמידות בפני סדקים במאמץ סביבתי.
תכונות של פוליאתילן
פוליאתילן הוא פלסטיק לבן-חלבי, דמוי שעווה, שקוף למחצה, מה שהופך אותו לחומר בידוד וציפוי אידיאלי לחוטים וכבלים. יתרונותיו העיקריים כוללים:
(1) תכונות חשמליות מצוינות: עמידות בידוד גבוהה וחוזק דיאלקטרי; מקדם דיאלקטרי נמוך (ε) ואובדן דיאלקטרי נמוך (tanδ) על פני טווח תדרים רחב, עם תלות תדר מינימלית, מה שהופך אותו לכמעט דיאלקטרי אידיאלי עבור כבלי תקשורת.
(2) תכונות מכניות טובות: גמישות אך קשיחות, עם עמידות טובה לעיוות.
(3) עמידות חזקה בפני הזדקנות תרמית, שבירות בטמפרטורה נמוכה ויציבות כימית.
(4) עמידות מעולה למים עם ספיגת לחות נמוכה; עמידות הבידוד בדרך כלל אינה פוחתת כאשר היא שקוע במים.
(5) כחומר לא קוטבי, הוא מפגין חדירות גזים גבוהה, כאשר ל-LDPE יש את חדירות הגזים הגבוהה ביותר מבין סוגי הפלסטיק.
(6) משקל סגולי נמוך, כולם מתחת ל-1. LDPE בולט במיוחד בכ-0.92 גרם/סמ"ק, בעוד ש-HDPE, למרות צפיפותו הגבוהה יותר, הוא רק כ-0.94 גרם/סמ"ק.
(7) תכונות עיבוד טובות: קל להמסה ולפלסטיות ללא פירוק, מתקרר בקלות לצורה, ומאפשר שליטה מדויקת על גיאומטריית המוצר ומידותיו.
(8) כבלים העשויים מפוליאתילן הם קלים משקל, קלים להתקנה ופשוטים לחיבור. עם זאת, לפוליאתילן יש גם מספר חסרונות: טמפרטורת ריכוך נמוכה; דליקות, פליטת ריח דמוי פרפין בעת שריפה; עמידות נמוכה בפני סדקים במאמץ סביבתי ועמידות נמוכה בפני זחילה. נדרשת תשומת לב מיוחדת בעת שימוש בפוליאתילן כבידוד או כציפוי לכבלים תת-ימיים או כבלים המותקנים במורדות אנכיים תלולים.
פוליאתילן פלסטיק לחוטים וכבלים
(1) בידוד רב-תכליתי פוליאתילן פלסטיק
מורכב אך ורק משרף פוליאתילן ונוגדי חמצון.
(2) פוליאתילן פלסטיק עמיד בפני מזג אוויר
מורכב בעיקר משרף פוליאתילן, נוגדי חמצון ופחמן שחור. עמידות בפני מזג אוויר תלויה בגודל החלקיקים, בתכולה ובפיזור של הפחמן השחור.
(3) פוליאתילן פלסטיק עמיד בפני סדקים בעומס סביבתי
משתמש בפוליאתילן עם מדד זרימת התכה נמוך מ-0.3 והתפלגות משקל מולקולרי צר. ניתן גם ליצור קישור צולב של הפוליאתילן באמצעות הקרנה או שיטות כימיות.
(4) בידוד מתח גבוה פוליאתילן פלסטיק
בידוד כבלי מתח גבוה דורש פלסטיק פוליאתילן טהור במיוחד, בתוספת מייצבי מתח ומכלי אקסטרודר מיוחדים כדי למנוע היווצרות חללים, לדכא פריקת שרף ולשפר את עמידות הקשת, עמידות לשחיקה חשמלית ועמידות בפני קורונה.
(5) פלסטיק פוליאתילן מוליך למחצה
מיוצר על ידי הוספת פחמן שחור מוליך לפוליאתילן, בדרך כלל באמצעות פחמן שחור בעל חלקיקים עדינים ובעל מבנה גבוה.
(6) תרכובת כבלים תרמופלסטית דלת עשן ללא הלוגן (LSZH) מפוליאולפין
תרכובת זו משתמשת בשרף פוליאתילן כחומר בסיס, המשלב מעכבי בעירה נטולי הלוגן יעילים במיוחד, מדכאי עשן, מייצבים תרמיים, חומרים נגד פטריות וחומרי צבע, המעובדים באמצעות ערבוב, פלסטליזציה וגלולות.
פוליאתילן צולב (XLPE)
תחת פעולת קרינה בעלת אנרגיה גבוהה או חומרי קישור צולבים, המבנה המולקולרי הליניארי של פוליאתילן הופך למבנה תלת-ממדי (רשת), והופך את החומר התרמופלסטי לחומר תרמוסטטי. כאשר משתמשים בו כבידוד,XLPEיכול לעמוד בטמפרטורות פעולה רציפות של עד 90 מעלות צלזיוס וטמפרטורות קצר חשמלי של 170-250 מעלות צלזיוס. שיטות קישור צולב כוללות קישור צולב פיזיקלי וכימי. קישור צולב באמצעות הקרנה הוא שיטה פיזיקלית, בעוד שחומר הקישור הצולב הכימי הנפוץ ביותר הוא DCP (דיקומיל פרוקסיד).
זמן פרסום: 10 באפריל 2025