Vật liệu polyolefin, nổi tiếng với các đặc tính điện tuyệt vời, khả năng gia công và hiệu suất môi trường, đã trở thành một trong những vật liệu cách điện và vỏ bọc được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp dây và cáp.
Polyolefin là các polyme có khối lượng phân tử cao được tổng hợp từ các monome olefin như etylen, propylen và buten. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất cáp, bao bì, xây dựng, ô tô và công nghiệp y tế.
Trong sản xuất cáp, vật liệu polyolefin có hằng số điện môi thấp, khả năng cách điện vượt trội và khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, đảm bảo độ ổn định và an toàn lâu dài. Đặc tính không chứa halogen và có thể tái chế của chúng cũng phù hợp với xu hướng hiện đại trong sản xuất xanh và bền vững.
I. Phân loại theo loại monome
1. Polyethylene (PE)
Polyethylene (PE) là một loại nhựa nhiệt dẻo được tổng hợp từ các monome ethylene và là một trong những loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu. Dựa trên mật độ và cấu trúc phân tử, nó được chia thành các loại LDPE, HDPE, LLDPE và XLPE.
(1)Polyethylene mật độ thấp (LDPE)
Cấu trúc: Được tạo ra bằng phương pháp trùng hợp gốc tự do áp suất cao; chứa nhiều chuỗi phân nhánh, có độ kết tinh 55–65% và mật độ 0,91–0,93 g/cm³.
Đặc tính: Mềm, trong suốt và chịu va đập tốt, nhưng có khả năng chịu nhiệt vừa phải (lên đến khoảng 80 °C).
Ứng dụng: Thường được sử dụng làm vật liệu vỏ bọc cho cáp truyền thông và tín hiệu, cân bằng giữa tính linh hoạt và khả năng cách điện.
(2) Polyetylen mật độ cao (HDPE)
Cấu trúc: Được trùng hợp dưới áp suất thấp với chất xúc tác Ziegler–Natta; có ít hoặc không có nhánh, độ kết tinh cao (80–95%) và mật độ 0,94–0,96 g/cm³.
Đặc tính: Độ bền và độ cứng cao, độ ổn định hóa học tuyệt vời, nhưng độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp hơi giảm.
Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi cho các lớp cách điện, ống dẫn tín hiệu và vỏ cáp quang, cung cấp khả năng bảo vệ vượt trội khỏi thời tiết và tác động cơ học, đặc biệt là cho các công trình lắp đặt ngoài trời hoặc dưới lòng đất.
(3) Polyetylen mật độ thấp tuyến tính (LLDPE)
Cấu trúc: Đồng trùng hợp từ etylen và α-olefin, với các nhánh mạch ngắn; mật độ từ 0,915–0,925 g/cm³.
Đặc tính: Kết hợp tính linh hoạt và độ bền với khả năng chống thủng tuyệt vời.
Ứng dụng: Thích hợp cho vật liệu vỏ bọc và cách điện trong cáp điện áp thấp và trung bình cũng như cáp điều khiển, giúp tăng cường khả năng chống va đập và uốn cong.
(4)Polyethylene liên kết chéo (XLPE)
Cấu trúc: Một mạng lưới ba chiều được hình thành thông qua liên kết chéo hóa học hoặc vật lý (silan, peroxit hoặc chùm tia điện tử).
Đặc tính: Khả năng chịu nhiệt, độ bền cơ học, cách điện và khả năng chống chịu thời tiết vượt trội.
Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong cáp điện trung và cao áp, cáp năng lượng mới và bộ dây dẫn điện ô tô — một vật liệu cách điện phổ biến trong sản xuất cáp hiện đại.
2. Polypropylene (PP)
Polypropylene (PP), được tổng hợp từ propylene, có mật độ 0,89–0,92 g/cm³, điểm nóng chảy 164–176 °C và phạm vi nhiệt độ hoạt động từ –30 °C đến 140 °C.
Đặc tính: Trọng lượng nhẹ, độ bền cơ học cao, khả năng kháng hóa chất tuyệt vời và khả năng cách điện vượt trội.
Ứng dụng: Chủ yếu được sử dụng làm vật liệu cách điện không chứa halogen trong cáp. Với sự chú trọng ngày càng tăng vào bảo vệ môi trường, polypropylen liên kết chéo (XLPP) và copolyme PP biến tính đang ngày càng thay thế polyetylen truyền thống trong các hệ thống cáp nhiệt độ cao và điện áp cao, chẳng hạn như cáp đường sắt, cáp điện gió và cáp xe điện.
3. Polybutylene (PB)
Polybutylene bao gồm Poly(1-butene) (PB-1) và Polyisobutylene (PIB).
Đặc tính: Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời, độ ổn định hóa học và khả năng chống biến dạng dẻo.
Ứng dụng: PB-1 được sử dụng trong ống dẫn, màng phim và bao bì, trong khi PIB được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất cáp như một loại gel chống thấm nước, chất bịt kín và hợp chất độn nhờ khả năng không thấm khí và tính trơ về mặt hóa học — thường được sử dụng trong cáp quang để bịt kín và chống ẩm.
II. Các vật liệu polyolefin thông dụng khác
(1) Copolyme etylen-vinyl axetat (EVA)
EVA là sự kết hợp giữa ethylene và vinyl acetate, có đặc tính dẻo dai và chịu lạnh (duy trì độ dẻo ở -50 °C).
Đặc tính: Mềm mại, chịu va đập, không độc hại và chống lão hóa.
Ứng dụng: Trong cáp, EVA thường được sử dụng như một chất điều chỉnh độ dẻo hoặc nhựa mang trong các công thức Ít khói, không halogen (LSZH), giúp cải thiện độ ổn định và độ dẻo của vật liệu cách điện và vỏ cáp thân thiện với môi trường.
(2) Polyethylene trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE)
Với trọng lượng phân tử vượt quá 1,5 triệu, UHMWPE là một loại nhựa kỹ thuật hàng đầu.
Đặc tính: Khả năng chống mài mòn cao nhất trong các loại nhựa, độ bền va đập gấp năm lần so với ABS, khả năng kháng hóa chất tuyệt vời và khả năng hấp thụ độ ẩm thấp.
Ứng dụng: Được sử dụng trong cáp quang và các loại cáp đặc biệt làm lớp vỏ bọc hoặc lớp phủ chịu mài mòn cao cho các phần tử chịu kéo, tăng cường khả năng chống hư hại cơ học và mài mòn.
III. Kết luận
Vật liệu polyolefin không chứa halogen, ít khói và không độc hại khi cháy. Chúng có độ ổn định điện, cơ học và gia công tuyệt vời, và hiệu suất của chúng có thể được cải thiện hơn nữa thông qua các công nghệ ghép, pha trộn và liên kết chéo.
Nhờ sự kết hợp giữa tính an toàn, thân thiện với môi trường và hiệu suất đáng tin cậy, vật liệu polyolefin đã trở thành hệ thống vật liệu cốt lõi trong ngành công nghiệp dây và cáp hiện đại. Trong tương lai, khi các lĩnh vực như xe năng lượng mới, quang điện và truyền thông dữ liệu tiếp tục phát triển, những đổi mới trong ứng dụng polyolefin sẽ thúc đẩy hơn nữa sự phát triển bền vững và hiệu suất cao của ngành công nghiệp cáp.
Thời gian đăng bài: 17/10/2025