I materiali poliolefinici, noti per le loro eccellenti proprietà elettriche, la lavorabilità e le prestazioni ambientali, sono diventati uno dei materiali isolanti e di rivestimento più ampiamente utilizzati nel settore dei fili e dei cavi.
Le poliolefine sono polimeri ad alto peso molecolare sintetizzati da monomeri olefinici come etilene, propilene e butene. Trovano ampia applicazione nei settori dei cavi, degli imballaggi, dell'edilizia, dell'automotive e della medicina.
Nella produzione di cavi, i materiali poliolefinici offrono una bassa costante dielettrica, un isolamento superiore e un'eccezionale resistenza chimica, garantendo stabilità e sicurezza a lungo termine. Le loro caratteristiche di assenza di alogeni e riciclabilità sono inoltre in linea con le moderne tendenze della produzione ecologica e sostenibile.
I. Classificazione per tipo di monomero
1. Polietilene (PE)
Il polietilene (PE) è una resina termoplastica polimerizzata da monomeri di etilene ed è una delle materie plastiche più utilizzate a livello globale. In base alla densità e alla struttura molecolare, si suddivide nelle tipologie LDPE, HDPE, LLDPE e XLPE.
(1)Polietilene a bassa densità (LDPE)
Struttura: Prodotto mediante polimerizzazione radicalica ad alta pressione; contiene numerose catene ramificate, con una cristallinità del 55-65% e una densità di 0,91-0,93 g/cm³.
Proprietà: morbido, trasparente e resistente agli urti, ma con una moderata resistenza al calore (fino a circa 80 °C).
Applicazioni: comunemente utilizzato come materiale di rivestimento per cavi di comunicazione e di segnale, bilanciando flessibilità e isolamento.
(2) Polietilene ad alta densità (HDPE)
Struttura: polimerizzato a bassa pressione con catalizzatori Ziegler-Natta; presenta poche o nessuna ramificazione, elevata cristallinità (80-95%) e densità di 0,94-0,96 g/cm³.
Proprietà: elevata resistenza e rigidità, eccellente stabilità chimica, ma tenacità a bassa temperatura leggermente ridotta.
Applicazioni: Ampiamente utilizzato per strati isolanti, condotti di comunicazione e guaine di cavi in fibra ottica, offre una protezione meccanica e dalle intemperie superiore, in particolare per installazioni esterne o sotterranee.
(3) Polietilene lineare a bassa densità (LLDPE)
Struttura: Copolimerizzato da etilene e α-olefina, con ramificazione a catena corta; densità compresa tra 0,915 e 0,925 g/cm³.
Proprietà: Combina flessibilità e resistenza con un'eccellente resistenza alla perforazione.
Applicazioni: Adatto per materiali di rivestimento e isolamento in cavi di bassa e media tensione e cavi di controllo, migliorando la resistenza agli urti e alla flessione.
(4)Polietilene reticolato (XLPE)
Struttura: una rete tridimensionale formata tramite reticolazione chimica o fisica (silano, perossido o fascio di elettroni).
Proprietà: eccezionale resistenza termica, resistenza meccanica, isolamento elettrico e resistenza agli agenti atmosferici.
Applicazioni: Ampiamente utilizzato nei cavi di alimentazione a media e alta tensione, nei nuovi cavi energetici e nei cablaggi per autoveicoli, è un materiale isolante di uso comune nella moderna produzione di cavi.
2. Polipropilene (PP)
Il polipropilene (PP), polimerizzato dal propilene, ha una densità di 0,89–0,92 g/cm³, un punto di fusione di 164–176 °C e un intervallo di temperatura di esercizio compreso tra –30 °C e 140 °C.
Proprietà: Leggero, elevata resistenza meccanica, eccellente resistenza chimica e isolamento elettrico superiore.
Applicazioni: Utilizzato principalmente come materiale isolante privo di alogeni nei cavi. Con la crescente attenzione alla tutela ambientale, il polipropilene reticolato (XLPP) e il PP copolimero modificato stanno sostituendo sempre più il polietilene tradizionale nei sistemi di cavi ad alta temperatura e alta tensione, come quelli ferroviari, eolici e per veicoli elettrici.
3. Polibutilene (PB)
Il polibutilene comprende il poli(1-butene) (PB-1) e il poliisobutilene (PIB).
Proprietà: eccellente resistenza al calore, stabilità chimica e resistenza allo scorrimento.
Applicazioni: il PB-1 è utilizzato in tubi, pellicole e imballaggi, mentre il PIB è ampiamente utilizzato nella produzione di cavi come gel idrorepellente, sigillante e composto di riempimento grazie alla sua impermeabilità ai gas e inerzia chimica; viene comunemente utilizzato nei cavi in fibra ottica per la sigillatura e la protezione dall'umidità.
II. Altri materiali poliolefinici comuni
(1) Copolimero di etilene-acetato di vinile (EVA)
L'EVA combina etilene e acetato di vinile, presentando flessibilità e resistenza al freddo (mantiene la flessibilità a -50 °C).
Proprietà: morbido, resistente agli urti, atossico e resistente all'invecchiamento.
Applicazioni: Nei cavi, l'EVA viene spesso utilizzato come modificatore di flessibilità o resina di supporto nelle formulazioni LSZH (Low Smoke Zero Halogen), migliorando la stabilità di lavorazione e la flessibilità dei materiali isolanti e di guaina ecocompatibili.
(2) Polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE)
Con un peso molecolare superiore a 1,5 milioni, l'UHMWPE è una plastica ingegneristica di alta qualità.
Proprietà: massima resistenza all'usura tra le materie plastiche, resistenza agli urti cinque volte superiore all'ABS, eccellente resistenza chimica e basso assorbimento di umidità.
Applicazioni: Utilizzato nei cavi ottici e nei cavi speciali come rivestimento o guaina antiusura per elementi di trazione, migliorando la resistenza ai danni meccanici e all'abrasione.
III. Conclusion
I materiali poliolefinici sono privi di alogeni, a bassa emissione di fumi e non tossici in caso di combustione. Offrono un'eccellente stabilità elettrica, meccanica e di processo, e le loro prestazioni possono essere ulteriormente migliorate attraverso tecnologie di innesto, miscelazione e reticolazione.
Grazie alla loro combinazione di sicurezza, ecocompatibilità e prestazioni affidabili, i materiali poliolefinici sono diventati il sistema di materiali di base nell'industria moderna dei fili e dei cavi. Guardando al futuro, con la continua crescita di settori come i veicoli a nuova energia, il fotovoltaico e le comunicazioni dati, le innovazioni nelle applicazioni poliolefiniche guideranno ulteriormente lo sviluppo sostenibile e ad alte prestazioni dell'industria dei cavi.
Data di pubblicazione: 17-10-2025