Phương pháp và các loại tổng hợp Polyetylen
(1) Polyetylen mật độ thấp (LDPE)
Khi thêm một lượng nhỏ oxy hoặc peroxide làm chất khơi mào vào etylen tinh khiết, được nén đến áp suất khoảng 202,6 kPa và nung nóng đến khoảng 200°C, etylen sẽ trùng hợp thành polyetylen sáp màu trắng. Phương pháp này thường được gọi là quy trình áp suất cao do các điều kiện vận hành. Polyetylen thu được có mật độ 0,915–0,930 g/cm³ và trọng lượng phân tử dao động từ 15.000 đến 40.000. Cấu trúc phân tử của nó rất phân nhánh và lỏng lẻo, giống như hình dạng "cây", lý giải 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 quá trình trùng hợp etylen dưới áp suất 30–100 atm 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 LDPE hoặc thông qua quá trình đồng trùng hợp etylen với các đồng trùng hợp 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 các chất xúc tác phối hợp hiệu suất cao (hợp chất hữu cơ kim loại gồm alkylaluminum và titan tetraclorua). Nhờ hoạt tính xúc tác cao, phản ứng trùng hợp có thể diễn ra nhanh chóng ở áp suất thấp (0–10 atm) và nhiệt độ thấp (60–75°C), do đó được gọi là quy trình áp suất thấp. Polyetylen thu được có cấu trúc phân tử tuyến tính, không phân nhánh, góp phần tạo nên mật độ cao (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.
Tính chất của Polyetylen
Polyetylen là một loại nhựa màu trắng sữa, giống sáp, bán trong suốt, là vật liệu cách điện và vỏ bọc lý tưởng cho dây và cáp. Ưu điểm chính của nó bao gồm:
(1) Tính chất điện tuyệt vời: điện trở cách điện và độ bền điện môi cao; độ cho phép thấp (ε) và tiếp tuyến tổn thất điện môi (tanδ) trên một dải tần số rộng, với sự phụ thuộc vào tần số tối thiểu, khiến nó gần như là chất điện môi lý tưởng cho cáp thông tin liên lạc.
(2) Tính chất cơ học tốt: mềm dẻo nhưng bền, có khả năng chống biến dạng tốt.
(3) Khả năng chống lão hóa nhiệt, giòn ở nhiệt độ thấp và ổn định hóa học cao.
(4) Khả năng chống nước tuyệt vời với khả năng hấp thụ độ ẩm thấp; khả năng cách điện thường không giảm khi ngâm trong nước.
(5) Là một 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 ở mức khoảng 0,94 g/cm³.
(7) Tính chất gia công tốt: dễ nóng chảy và dẻo hóa mà không bị phân hủy, dễ dàng nguội thành hình dạng và cho phép kiểm soát chính xác hình dạng và kích thước của sản phẩm.
(8) Cáp làm bằng polyethylene nhẹ, dễ lắp đặt và dễ đấu nối. Tuy nhiên, polyethylene cũng có một số nhược điểm: nhiệt độ hóa mềm thấp; dễ cháy, tỏa ra mùi giống parafin khi đốt; khả năng chống nứt do ứng suất môi trường và khả năng chống rão kém. Cần đặc biệt chú ý khi sử dụng polyethylene làm lớp cách điện hoặc vỏ bọc cho cáp ngầm hoặc cáp lắp đặt ở độ dốc thẳng đứng.
Nhựa Polyetylen dùng cho dây và cáp
(1) Nhựa Polyetylen cách nhiệt đa năng
Được cấu tạo hoàn toàn từ nhựa polyethylene và chất chống oxy hóa.
(2) Nhựa Polyethylene chịu được thời tiết
Thành phần chủ yếu là nhựa polyethylene, 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 Polyetylen chịu ứng suất môi trường-chống nứt
Sử dụng polyethylene có chỉ số chảy nóng chảy dưới 0,3 và phân bố trọng lượng phân tử hẹp. Polyethylene cũng có thể được liên kết chéo bằng phương pháp chiếu xạ hoặc hóa học.
(4) Nhựa Polyetylen cách điện cao thế
Cách điện cáp điện áp cao yêu cầu nhựa polyethylene siêu tinh khiết, bổ sung chất ổn định điện áp và máy đùn chuyên dụng để ngăn ngừa hình thành lỗ rỗng, ngăn chặn sự phóng điện của nhựa và cải thiện khả năng chống hồ quang, chống xói mòn điện và chống corona.
(5) Nhựa Polyetylen bán dẫn
Được sản xuất bằng cách thêm carbon đen dẫn điện vào polyethylene, thường sử dụng carbon đen 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 polyethylene làm vật liệu cơ bản, kết hợp chất chống cháy không chứa halogen hiệu quả cao, chất ức chế khói, chất ổn định nhiệt, chất chống nấm và chất tạo màu, được xử lý thông qua quá trình trộn, hóa dẻo và tạo viên.
Polyetylen liên kết ngang (XLPE)
Dưới tác động của bức xạ năng lượng cao hoặc tác nhân liên kết ngang, cấu trúc phân tử tuyến tính của polyethylene chuyển thành cấu trúc ba chiều (mạng lưới), biến 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 chéo bao gồm liên kết chéo vật lý và liên kết chéo hóa học. Liên kết chéo bằng chiếu xạ là một phương pháp vật lý, trong khi tác nhân liên kết chéo hóa học phổ biến nhất là DCP (dicumyl peroxide).
Thời gian đăng: 10-04-2025