Mètodes i varietats de síntesi de polietilè
(1) Polietilè de baixa densitat (LDPE)
Quan s'afegeixen traces d'oxigen o peròxids com a iniciadors a l'etilè pur, es comprimeix a aproximadament 202,6 kPa i s'escalfa a uns 200 °C, l'etilè es polimeritza en polietilè blanc i cerós. Aquest mètode es coneix comunament com a procés d'alta pressió a causa de les condicions d'operació. El polietilè resultant té una densitat de 0,915–0,930 g/cm³ i un pes molecular que oscil·la entre 15.000 i 40.000. La seva estructura molecular és molt ramificada i laxa, semblant a una configuració "d'arbre", la qual cosa explica la seva baixa densitat, d'aquí el nom de polietilè de baixa densitat.
(2) Polietilè de densitat mitjana (MDPE)
El procés de mitjana pressió implica la polimerització d'etilè a 30–100 atmosferes utilitzant catalitzadors d'òxid metàl·lic. El polietilè resultant té una densitat de 0,931–0,940 g/cm³. El MDPE també es pot produir barrejant polietilè d'alta densitat (HDPE) amb LDPE o mitjançant la copolimerització d'etilè amb comonòmers com el butè, l'acetat de vinil o els acrilats.
(3) Polietilè d'alta densitat (HDPE)
En condicions normals de temperatura i pressió, l'etilè es polimeritza utilitzant catalitzadors de coordinació altament eficients (compostos organometàl·lics d'alquilalumini i tetraclorur de titani). A causa de l'alta activitat catalítica, la reacció de polimerització es pot completar ràpidament a baixes pressions (0–10 atm) i baixes temperatures (60–75 °C), d'aquí el nom de procés de baixa pressió. El polietilè resultant té una estructura molecular lineal i no ramificada, cosa que contribueix a la seva alta densitat (0,941–0,965 g/cm³). En comparació amb el LDPE, el HDPE presenta una resistència a la calor, propietats mecàniques i resistència a l'esquerdament per tensió ambiental superiors.
Propietats del polietilè
El polietilè és un plàstic semitransparent de color blanc lletós, semblant a la cera, que el converteix en un material d'aïllament i revestiment ideal per a fils i cables. Els seus principals avantatges inclouen:
(1) Excel·lents propietats elèctriques: alta resistència d'aïllament i rigidesa dielèctrica; baixa permitivitat (ε) i tangent de pèrdua dielèctrica (tanδ) en un ampli rang de freqüències, amb una mínima dependència de la freqüència, cosa que el converteix en un dielèctric gairebé ideal per a cables de comunicació.
(2) Bones propietats mecàniques: flexible però resistent, amb bona resistència a la deformació.
(3) Forta resistència a l'envelliment tèrmic, fragilitat a baixa temperatura i estabilitat química.
(4) Excel·lent resistència a l'aigua amb baixa absorció d'humitat; la resistència a l'aïllament generalment no disminueix quan s'immergeix en aigua.
(5) Com a material no polar, presenta una alta permeabilitat als gasos, i el LDPE té la permeabilitat als gasos més alta entre els plàstics.
(6) Baixa gravetat específica, totes inferiors a 1. El LDPE és particularment notable amb aproximadament 0,92 g/cm³, mentre que el HDPE, malgrat la seva densitat més alta, només té uns 0,94 g/cm³.
(7) Bones propietats de processament: fàcil de fondre i plastificar sense descomposició, es refreda fàcilment i pren forma i permet un control precís de la geometria i les dimensions del producte.
(8) Els cables fets amb polietilè són lleugers, fàcils d'instal·lar i senzills d'acoblar. Tanmateix, el polietilè també té diversos inconvenients: baixa temperatura de reblaniment; inflamabilitat, emetent una olor semblant a la parafina quan es crema; poca resistència a l'esquerdament per tensió ambiental i resistència a la fluència. Cal prestar especial atenció quan s'utilitza polietilè com a aïllament o revestiment per a cables submarins o cables instal·lats en caigudes verticals pronunciades.
Plàstics de polietilè per a cables i filferros
(1) Aïllament d'ús general de plàstic de polietilè
Compost únicament de resina de polietilè i antioxidants.
(2) Plàstic de polietilè resistent a la intempèrie
Principalment compost de resina de polietilè, antioxidants i negre de carboni. La resistència a la intempèrie depèn de la mida de les partícules, el contingut i la dispersió del negre de carboni.
(3) Plàstic de polietilè resistent a les esquerdes i a la tensió ambiental
Utilitza polietilè amb un índex de flux de fusió inferior a 0,3 i una distribució de pes molecular estreta. El polietilè també es pot reticular mitjançant irradiació o mètodes químics.
(4) Plàstic de polietilè d'aïllament d'alta tensió
L'aïllament de cables d'alta tensió requereix plàstic de polietilè ultrapur, complementat amb estabilitzadors de tensió i extrusores especialitzades per evitar la formació de buits, suprimir la descàrrega de resina i millorar la resistència a l'arc, la resistència a l'erosió elèctrica i la resistència a la corona.
(5) Plàstic de polietilè semiconductor
Produït afegint negre de carboni conductor al polietilè, normalment utilitzant negre de carboni de partícules fines i alta estructura.
(6) Compost termoplàstic de poliolefina amb baixes emissions de fums i zero halògens (LSZH) per a cables
Aquest compost utilitza resina de polietilè com a material base, incorporant retardants de flama sense halògens d'alta eficiència, supressors de fum, estabilitzadors tèrmics, agents antifúngics i colorants, processats mitjançant barreja, plastificació i pelletització.
Polietilè reticulat (XLPE)
Sota l'acció de radiació d'alta energia o agents reticulants, l'estructura molecular lineal del polietilè es transforma en una estructura tridimensional (de xarxa), convertint el material termoplàstic en un termoestable. Quan s'utilitza com a aïllant,XLPEpot suportar temperatures de funcionament continu de fins a 90 °C i temperatures de curtcircuit de 170–250 °C. Els mètodes de reticulació inclouen la reticulació física i química. La reticulació per irradiació és un mètode físic, mentre que l'agent de reticulació química més comú és el DCP (peròxid de dicumil).
Data de publicació: 10 d'abril de 2025