Vật liệu polyolefin, được biết đến với tính chất điện tuyệt vời, khả năng gia công và hiệu suất thân thiện với môi trường, đã trở thành một trong những vật liệu cách điện và vỏ bọc được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành dây và cáp.
Polyolefin là polyme có trọng lượng phân tử cao được tổng hợp từ các monome olefin như etylen, propylen và buten. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cáp, bao bì, xây dựng, ô tô và y tế.
Trong sản xuất cáp, vật liệu polyolefin có hằng số điện môi thấp, khả năng cách điện vượt trội và khả năng chống hóa chất vượt trội, 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. Polyetylen (PE)
Polyetylen (PE) là một loại nhựa nhiệt dẻo được trùng hợp từ các monome etylen 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, PE được chia thành các loại LDPE, HDPE, LLDPE và XLPE.
(1)Polyetylen 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.
Tính chất: Mềm, trong suốt và chịu va đập 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 tính 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.
Tính chất: Độ bền và độ cứng cao, độ ổn định hóa học tuyệt vời, nhưng độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp giảm nhẹ.
Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi cho các lớp cách điện, ống dẫn thông tin liên lạc và vỏ cáp quang, mang lại khả năng bảo vệ vượt trội trước thời tiết và 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, có nhánh chuỗi ngắn; mật độ từ 0,915–0,925 g/cm³.
Tính chất: Kết hợp tính linh hoạt và độ bền với khả năng chống đâm thủng tuyệt vời.
Ứng dụng: Thích hợp cho vật liệu vỏ bọc và cách điện trong cáp điện hạ thế và trung thế và cáp điều khiển, tăng cường khả năng chống va đập và uốn cong.
(4)Polyetylen liên kết ngang (XLPE)
Cấu trúc: Mạng lưới ba chiều được hình thành thông qua liên kết hóa học hoặc vật lý (silane, peroxide hoặc chùm electron).
Tính chất: Khả năng chịu nhiệt, độ bền cơ học, cách điện và chịu được thời tiết tuyệt vời.
Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong cáp điện trung và cao thế, cáp năng lượng mới và dây điện ô tô — một vật liệu cách điện chính thống trong sản xuất cáp hiện đại.
2. Polypropylen (PP)
Polypropylene (PP), được trùng 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.
Tính chất: Nhẹ, độ bền cơ học cao, khả năng chống hóa chất tuyệt vời và 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 về bảo vệ môi trường, polypropylen liên kết ngang (XLPP) và copolymer PP biến tính đang ngày càng thay thế polyetylen truyền thống trong các hệ thống cáp chịu nhiệt độ cao và điện áp cao, chẳng hạn như cáp đường sắt, điện gió và cáp xe điện.
3. Polybutylene (PB)
Polybutylene bao gồm Poly(1-butene) (PB-1) và Polyisobutylene (PIB).
Tính chất: Khả năng chịu nhiệt, ổn định hóa học và chống rão tuyệt vời.
Ứng dụng: PB-1 được sử dụng trong ống, màng và bao bì, trong khi PIB được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất cáp dưới dạng gel chặn nước, chất bịt kín và hợp chất làm đầy do không thấm khí và trơ về mặt hóa học - thường được sử dụng trong cáp quang để bịt kín và bảo vệ chống ẩm.
II. Các vật liệu Polyolefin phổ biến khác
(1) Đồng trùng hợp Ethylene-Vinyl Acetate (EVA)
EVA kết hợp ethylene và vinyl acetate, có tính linh hoạt và khả năng chịu lạnh (duy trì tính linh hoạt ở nhiệt độ –50 °C).
Tính chất: Mềm mại, chống va đập, không độc hại và chống lão hóa.
Ứng dụng: Trong cáp, EVA thường được sử dụng làm chất điều chỉnh độ linh hoạt hoặc nhựa mang trong công thức ít khói, không halogen (LSZH), cải thiện độ ổn định và tính linh hoạt khi xử lý của vật liệu cách điện và vỏ bọc thân thiện với môi trường.
(2) Polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE)
Với trọng lượng phân tử vượt quá 1,5 triệu, UHMWPE là loại nhựa kỹ thuật hàng đầu.
Tính chất: Khả năng chống mài mòn cao nhất trong số các loại nhựa, sức chịu va đập gấp năm lần ABS, khả năng chống hóa chất tuyệt vời và khả năng hấp thụ độ ẩm thấp.
Ứng dụng: Được sử dụng trong cáp quang và cáp đặc biệt làm lớp vỏ hoặc lớp phủ chịu mài mòn cao cho các bộ phận chịu kéo, tăng khả năng chống hư hỏng cơ học và mài mòn.
III. Kết luận
Vật liệu polyolefin không chứa halogen, ít khói và không độc hại khi đốt. 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 ngang.
Với 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. Nhìn về 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: 17-10-2025