Các phương pháp và chủng loại tổng hợp Polyethylene
(1) Polyetylen mật độ thấp (LDPE)
Khi thêm một lượng nhỏ oxy hoặc peroxit làm chất khơi mào vào etylen tinh khiết, nén đến áp suất khoảng 202,6 kPa và đun nóng đến khoảng 200°C, etylen sẽ trùng hợp thành polyetylen màu trắng, dạng sáp. Phương pháp này thường được gọi là quy trình áp suất cao do điều kiện hoạt động. Polyetylen thu được có mật độ từ 0,915–0,930 g/cm³ và trọng lượng phân tử từ 15.000 đến 40.000. Cấu trúc phân tử của nó phân nhánh cao và lỏng lẻo, giống như cấu hình "hình cây", điều này giải thích cho mật độ thấp của nó, do đó có tên là polyetylen mật độ thấp.
(2) Polyetylen mật độ trung bình (MDPE)
Quy trình áp suất trung bình bao gồm việc trùng hợp etylen dưới áp suất 30–100 atm bằng cách sử dụng chất xúc tác oxit kim loại. Polyetylen thu được có mật độ 0,931–0,940 g/cm³. MDPE cũng có thể được sản xuất bằng cách trộn polyetylen mật độ cao (HDPE) với polyetylen mật độ thấp (LDPE) hoặc thông qua quá trình đồng trùng hợp etylen với các monome như buten, vinyl axetat hoặc acrylat.
(3) Polyetylen mật độ cao (HDPE)
Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường, etylen được trùng hợp bằng cách sử dụng các chất xúc tác phối hợp hiệu quả cao (các hợp chất hữu cơ kim loại bao gồm ankylaluminum và titan tetrachloride). Do hoạt tính xúc tác cao, phản ứng trùng hợp có thể hoàn thành nhanh chóng ở áp suất thấp (0–10 atm) và nhiệt độ thấp (60–75°C), do đó có tên gọi là quy trình áp suất thấp. Polyetylen thu được có cấu trúc phân tử thẳng, không phân nhánh, góp phần tạo nên mật độ cao của nó (0,941–0,965 g/cm³). So với LDPE, HDPE thể hiện khả năng chịu nhiệt, tính chất cơ học và khả năng chống nứt do ứng suất môi trường vượt trội hơn.
Tính chất của Polyethylene
Polyethylene là một loại nhựa màu trắng sữa, có cấu trúc giống sáp, bán trong suốt, lý tưởng để làm vật liệu cách điện và bọc cho dây dẫn và cáp. Những ưu điểm chính của nó bao gồm:
(1) Tính chất điện tuyệt vời: điện trở cách điện và độ bền điện môi cao; độ điện thẩm (ε) và hệ số tổn hao điện môi (tanδ) thấp trên một dải tần số rộng, với sự phụ thuộc tần số tối thiểu, khiến nó gần như là chất điện môi lý tưởng cho cáp truyền thông.
(2) Tính chất cơ học tốt: linh hoạt nhưng dai, có khả năng chống biến dạng tốt.
(3) Khả năng chống lão hóa nhiệt mạnh, độ giòn ở nhiệt độ thấp và tính ổn định hóa học.
(4) Khả năng chống nước tuyệt vời với khả năng hấp thụ độ ẩm thấp; điện trở cách điện nói chung không giảm khi ngâm trong nước.
(5) Là vật liệu không phân cực, nó thể hiện khả năng thấm khí cao, trong đó LDPE có khả năng thấm khí cao nhất trong số các loại nhựa.
(6) Trọng lượng riêng thấp, tất cả đều dưới 1. LDPE đặc biệt đáng chú ý ở mức khoảng 0,92 g/cm³, trong khi HDPE, mặc dù có mật độ cao hơn, chỉ khoảng 0,94 g/cm³.
(7) Tính chất xử lý tốt: dễ nóng chảy và hóa dẻo mà không bị phân hủy, dễ dàng làm nguội thành hình dạng và cho phép kiểm soát chính xác hình dạng và kích thước của sản phẩm.
(8) Cáp làm bằng polyetylen nhẹ, dễ lắp đặt và dễ đấu nối. Tuy nhiên, polyetylen cũng có một số nhược điểm: nhiệt độ hóa mềm thấp; dễ cháy, phát ra mùi giống như parafin khi bị đốt cháy; khả năng chống nứt do ứng suất môi trường và khả năng chống biến dạng kém. Cần đặc biệt chú ý khi sử dụng polyetylen làm vật liệu cách điện hoặc vỏ bọc cho cáp ngầm hoặc cáp được lắp đặt trong các đoạn dốc thẳng đứng.
Nhựa Polyethylene dùng cho dây điện và cáp
(1) Nhựa Polyetylen cách nhiệt đa dụng
Chỉ bao gồm nhựa polyetylen và chất chống oxy hóa.
(2) Nhựa Polyethylene chống chịu thời tiết
Thành phần chính gồm nhựa polyetylen, chất chống oxy hóa và muội than. Khả năng chống chịu thời tiết phụ thuộc vào kích thước hạt, hàm lượng và độ phân tán của muội than.
(3) Nhựa Polyethylene chịu được ứng suất môi trường và nứt vỡ
Sử dụng polyetylen có chỉ số chảy nóng chảy dưới 0,3 và phân bố khối lượng phân tử hẹp. Polyetylen cũng có thể được liên kết chéo bằng phương pháp chiếu xạ hoặc hóa học.
(4) Nhựa Polyetylen cách điện cao áp
Lớp cách điện của cáp cao áp yêu cầu nhựa polyetylen siêu tinh khiết, được bổ sung thêm các chất ổn định điện áp và máy đùn chuyên dụng để ngăn ngừa sự hình thành lỗ rỗng, hạn chế sự phóng điện của nhựa và cải thiện khả năng chống hồ quang, chống ăn mòn điện và chống phóng điện hào quang.
(5) Nhựa Polyetylen bán dẫn
Được sản xuất bằng cách thêm muội than dẫn điện vào polyetylen, thường sử dụng muội than dạng hạt mịn, có cấu trúc cao.
(6) Hợp chất cáp polyolefin nhiệt dẻo ít khói không halogen (LSZH)
Hợp chất này sử dụng nhựa polyetylen làm nguyên liệu cơ bản, kết hợp với các chất chống cháy không chứa halogen hiệu quả cao, chất giảm khói, chất ổn định nhiệt, chất chống nấm mốc và chất tạo màu, được xử lý thông qua các bước trộn, làm dẻo và tạo hạt.
Polyethylene liên kết chéo (XLPE)
Dưới tác động của bức xạ năng lượng cao hoặc chất liên kết ngang, cấu trúc phân tử tuyến tính của polyetylen biến đổi thành cấu trúc ba chiều (mạng lưới), chuyển đổi vật liệu nhiệt dẻo thành vật liệu nhiệt rắn. Khi được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt,XLPECó thể chịu được nhiệt độ hoạt động liên tục lên đến 90°C và nhiệt độ ngắn mạch từ 170–250°C. Các phương pháp liên kết ngang bao gồm liên kết ngang vật lý và hóa học. Liên kết ngang bằng chiếu xạ là một phương pháp vật lý, trong khi chất liên kết ngang hóa học phổ biến nhất là DCP (dicumyl peroxide).
Thời gian đăng bài: 10/04/2025