Metodi e varietà di sintesi del polietilene
(1) Polietilene a bassa densità (LDPE)
Aggiungendo tracce di ossigeno o perossidi 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 30-100 atmosfere utilizzando catalizzatori a base di ossidi metallici. Il polietilene risultante ha una densità compresa tra 0,931 e 0,940 g/cm³. L'MDPE può anche essere prodotto miscelando polietilene ad alta densità (HDPE) con LDPE o mediante copolimerizzazione dell'etilene con comonomeri come 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 composti da alluminio alchilico 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 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 all'LDPE, l'HDPE presenta una resistenza al calore superiore, proprietà meccaniche e resistenza alla rottura da stress ambientale.
Proprietà del polietilene
Il polietilene è una plastica semitrasparente, di colore bianco latte, simile alla cera, che lo rende un materiale ideale per l'isolamento e il rivestimento di 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'ampia gamma di frequenze, 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 dell'isolamento generalmente non diminuisce quando immerso in acqua.
(5) Essendo un materiale non polare, presenta un'elevata permeabilità ai gas, con l'LDPE che ha la più alta permeabilità ai gas tra le materie plastiche.
(6) Basso peso specifico, tutti inferiori a 1. L'LDPE è particolarmente degno di nota a circa 0,92 g/cm³, mentre l'HDPE, nonostante la sua maggiore densità, è solo di circa 0,94 g/cm³.
(7) Buone proprietà di lavorazione: facile da fondere e plastificare senza decomposizione, si raffredda facilmente nella forma 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, con conseguente emissione di un odore simile alla paraffina in caso di combustione; scarsa resistenza alle cricche da stress ambientale e alla resistenza al creep. È richiesta particolare attenzione quando si utilizza il polietilene come isolamento o guaina per cavi sottomarini o cavi installati in forti dislivelli verticali.
Polietilene plastico per fili e cavi
(1) Plastica isolante in polietilene per uso generale
Composto esclusivamente da resina di polietilene e antiossidanti.
(2) Plastica in polietilene resistente alle intemperie
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 in polietilene resistente alle crepe e alle sollecitazioni ambientali
Utilizza polietilene con un indice di fluidità inferiore a 0,3 e una distribuzione ristretta del peso molecolare. Il polietilene può anche essere reticolato tramite irradiazione o metodi chimici.
(4) Isolamento ad alta tensione in polietilene plastico
L'isolamento dei cavi ad alta tensione richiede polietilene plastico ultra puro, integrato con stabilizzatori di tensione ed estrusori specializzati per impedire la formazione di vuoti, sopprimere la scarica di resina e migliorare la resistenza all'arco, all'erosione elettrica e all'effetto corona.
(5) Plastica in polietilene semiconduttivo
Prodotto aggiungendo nerofumo conduttivo al polietilene, in genere utilizzando nerofumo ad alta struttura e particelle fini.
(6) Composto per cavi in poliolefina termoplastica a bassa emissione di fumi e zero alogeni (LSZH)
Questo composto utilizza la resina di polietilene come materiale di base, incorporando ritardanti di fiamma privi di alogeni ad alta efficienza, soppressori di fumo, stabilizzanti termici, agenti antimicotici e coloranti, il tutto lavorato tramite miscelazione, plastificazione e pellettizzazione.
Polietilene reticolato (XLPE)
Sotto l'azione di radiazioni ad alta energia o di agenti reticolanti, la struttura molecolare lineare del polietilene si trasforma in una struttura tridimensionale (a rete), convertendo il materiale termoplastico in un materiale termoindurente. Quando utilizzato come isolante,XLPEPossono resistere a temperature di esercizio continuo fino a 90 °C e a temperature di cortocircuito di 170-250 °C. I metodi di reticolazione includono la reticolazione fisica e chimica. La reticolazione per irraggiamento è un metodo fisico, mentre l'agente di reticolazione chimica più comune è il DCP (perossido di dicumile).
Data di pubblicazione: 10-04-2025