Metodi e varietà di sintesi del polietilene
(1) Polietilene a bassa densità (LDPE)
Quando tracce di ossigeno o perossidi vengono aggiunte come iniziatori all'etilene puro, compresso a circa 202,6 kPa e riscaldato a circa 200 °C, l'etilene polimerizza in polietilene bianco e ceroso. Questo metodo è comunemente chiamato processo ad alta pressione a causa delle condizioni operative. Il polietilene risultante ha una densità di 0,915–0,930 g/cm³ e un peso molecolare compreso tra 15.000 e 40.000. La sua struttura molecolare è altamente ramificata e lassa, simile a una configurazione "ad albero", che spiega la sua bassa densità, da cui il nome polietilene a bassa densità.
(2) Polietilene a media densità (MDPE)
Il processo a media pressione prevede la polimerizzazione dell'etilene a pressioni comprese tra 30 e 100 atmosfere utilizzando catalizzatori a base di ossidi metallici. Il polietilene risultante ha una densità di 0,931-0,940 g/cm³. Il polietilene a media densità (MDPE) può essere prodotto anche miscelando polietilene ad alta densità (HDPE) con polietilene a bassa densità (LDPE) o tramite copolimerizzazione dell'etilene con comonomeri quali butene, acetato di vinile o acrilati.
(3) Polietilene ad alta densità (HDPE)
In condizioni normali di temperatura e pressione, l'etilene viene polimerizzato utilizzando catalizzatori di coordinazione altamente efficienti (composti organometallici costituiti da alchilalluminio e tetracloruro di titanio). Grazie all'elevata attività catalitica, la reazione di polimerizzazione può essere completata rapidamente a basse pressioni (0–10 atm) e basse temperature (60–75 °C), da cui il nome di processo a bassa pressione. Il polietilene risultante presenta una struttura molecolare lineare e non ramificata, che contribuisce alla sua elevata densità (0,941–0,965 g/cm³). Rispetto al LDPE, l'HDPE mostra una resistenza al calore, proprietà meccaniche e resistenza alla fessurazione da stress ambientale superiori.
Proprietà del polietilene
Il polietilene è una plastica bianco latte, cerosa e semitrasparente, che lo rende un materiale isolante e di rivestimento ideale per fili e cavi. I suoi principali vantaggi includono:
(1) Eccellenti proprietà elettriche: elevata resistenza di isolamento e rigidità dielettrica; bassa permittività (ε) e tangente di perdita dielettrica (tanδ) su un ampio intervallo di frequenza, con minima dipendenza dalla frequenza, il che lo rende un dielettrico quasi ideale per i cavi di comunicazione.
(2) Buone proprietà meccaniche: flessibile ma resistente, con buona resistenza alla deformazione.
(3) Forte resistenza all'invecchiamento termico, fragilità a bassa temperatura e stabilità chimica.
(4) Eccellente resistenza all'acqua con basso assorbimento di umidità; la resistenza di isolamento generalmente non diminuisce quando immersa in acqua.
(5) Essendo un materiale non polare, presenta un'elevata permeabilità ai gas, con il LDPE che ha la più alta permeabilità ai gas tra le materie plastiche.
(6) Basso peso specifico, tutti inferiori a 1. Il LDPE è particolarmente notevole con circa 0,92 g/cm³, mentre l'HDPE, nonostante la sua maggiore densità, è solo intorno a 0,94 g/cm³.
(7) Buone proprietà di lavorazione: facile da fondere e plastificare senza decomposizione, si raffredda facilmente assumendo la forma desiderata e consente un controllo preciso sulla geometria e sulle dimensioni del prodotto.
(8) I cavi realizzati in polietilene sono leggeri, facili da installare e semplici da terminare. Tuttavia, il polietilene presenta anche diversi svantaggi: bassa temperatura di rammollimento; infiammabilità, emissione di un odore simile alla paraffina quando brucia; scarsa resistenza alla fessurazione da stress ambientale e resistenza allo scorrimento viscoso. È necessaria particolare attenzione quando si utilizza il polietilene come isolante o guaina per cavi sottomarini o cavi installati in forti dislivelli verticali.
Plastica di polietilene per fili e cavi
(1) Plastica isolante in polietilene per uso generale
Composto esclusivamente da resina di polietilene e antiossidanti.
(2) Plastica di polietilene resistente agli agenti atmosferici
Composto principalmente da resina di polietilene, antiossidanti e nerofumo. La resistenza agli agenti atmosferici dipende dalla granulometria, dal contenuto e dalla dispersione del nerofumo.
(3) Plastica di polietilene resistente alle crepe da stress ambientale
Utilizza polietilene con un indice di fluidità allo stato fuso inferiore a 0,3 e una distribuzione ristretta del peso molecolare. Il polietilene può anche essere reticolato mediante irradiazione o metodi chimici.
(4) Plastica di polietilene per isolamento ad alta tensione
L'isolamento dei cavi ad alta tensione richiede polietilene ultrapuro, integrato con stabilizzatori di tensione ed estrusori specializzati per prevenire la formazione di vuoti, sopprimere la fuoriuscita di resina e migliorare la resistenza all'arco elettrico, la resistenza all'erosione elettrica e la resistenza all'effetto corona.
(5) Plastica di polietilene semiconduttiva
Prodotto aggiungendo nerofumo conduttivo al polietilene, in genere utilizzando nerofumo a particelle fini e ad alta struttura.
(6) Composto di cavo in poliolefina termoplastica a bassa emissione di fumo e senza alogeni (LSZH)
Questo composto utilizza resina di polietilene come materiale di base, incorporando ritardanti di fiamma ad alta efficienza privi di alogeni, soppressori di fumo, stabilizzanti termici, agenti antifungini e coloranti, il tutto processato mediante miscelazione, plastificazione e pellettizzazione.
Polietilene reticolato (XLPE)
Sotto l'azione di radiazioni ad alta energia o agenti reticolanti, la struttura molecolare lineare del polietilene si trasforma in una struttura tridimensionale (a rete), convertendo il materiale termoplastico in un termoindurente. Quando utilizzato come isolante,XLPEPuò sopportare temperature di esercizio continue fino a 90 °C e temperature di cortocircuito comprese tra 170 e 250 °C. I metodi di reticolazione includono la reticolazione fisica e chimica. La reticolazione mediante irradiazione è un metodo fisico, mentre l'agente reticolante chimico più comune è il DCP (perossido di dicumile).
Data di pubblicazione: 10-04-2025