Poliolefīna materiāli, kas pazīstami ar savām lieliskajām elektriskajām īpašībām, apstrādājamību un vides sniegumu, ir kļuvuši par vienu no visplašāk izmantotajiem izolācijas un apvalka materiāliem vadu un kabeļu rūpniecībā.
Poliolefīni ir lielmolekulāri polimēri, kas sintezēti no olefīnu monomēriem, piemēram, etilēna, propilēna un butēna. Tos plaši izmanto kabeļu, iepakojuma, būvniecības, autobūves un medicīnas nozarēs.
Kabeļu ražošanā poliolefīna materiāli piedāvā zemu dielektrisko konstanti, izcilu izolāciju un izcilu ķīmisko izturību, nodrošinot ilgtermiņa stabilitāti un drošību. To halogēnu nesaturošās un pārstrādājamās īpašības atbilst arī mūsdienu tendencēm zaļā un ilgtspējīgā ražošanā.
I. Klasifikācija pēc monomēru veida
1. Polietilēns (PE)
Polietilēns (PE) ir termoplastiska sveķu masa, kas polimerizēta no etilēna monomēriem, un tā ir viena no visplašāk izmantotajām plastmasām pasaulē. Pamatojoties uz blīvumu un molekulāro struktūru, to iedala LDPE, HDPE, LLDPE un XLPE tipos.
(1)Zema blīvuma polietilēns (LDPE)
Struktūra: Iegūts augstspiediena brīvo radikāļu polimerizācijas ceļā; satur daudzas sazarotas ķēdes, ar kristāliskumu 55–65% un blīvumu 0,91–0,93 g/cm³.
Īpašības: Mīksts, caurspīdīgs un triecienizturīgs, bet ar mērenu karstumizturību (līdz aptuveni 80 °C).
Pielietojums: Parasti izmanto kā apvalka materiālu sakaru un signālu kabeļiem, līdzsvarojot elastību un izolāciju.
(2) Augsta blīvuma polietilēns (HDPE)
Struktūra: Polimerizēta zemā spiedienā ar Cīglera-Natas katalizatoriem; ar maz vai bez zariem, augsta kristāliskuma pakāpe (80–95%) un blīvums 0,94–0,96 g/cm³.
Īpašības: Augsta izturība un stingrība, lieliska ķīmiskā stabilitāte, bet nedaudz samazināta zemas temperatūras izturība.
Pielietojums: Plaši izmanto izolācijas slāņiem, sakaru caurulēm un optisko šķiedru kabeļu apvalkiem, nodrošinot izcilu aizsardzību pret laikapstākļiem un mehānisko iedarbību, īpaši āra vai pazemes instalācijām.
(3) Lineārs zema blīvuma polietilēns (LLDPE)
Struktūra: kopolimerizēts no etilēna un α-olefīna, ar īsām ķēdes sazarojumiem; blīvums no 0,915 līdz 0,925 g/cm³.
Īpašības: Apvieno elastību un izturību ar izcilu izturību pret caurduršanu.
Pielietojums: Piemērots apvalka un izolācijas materiāliem zemsprieguma un vidēja sprieguma kabeļos un vadības kabeļos, uzlabojot triecienizturību un lieces izturību.
(4)Šķērssaistīts polietilēns (XLPE)
Struktūra: trīsdimensiju tīkls, kas veidojas, izmantojot ķīmisku vai fizikālu šķērssavienošanu (silāns, peroksīds vai elektronu kūlis).
Īpašības: Izcila termiskā izturība, mehāniskā izturība, elektriskā izolācija un laikapstākļu noturība.
Pielietojums: Plaši izmanto vidēja un augsta sprieguma spēka kabeļos, jaunos enerģijas kabeļos un automobiļu elektroinstalācijās — galvenais izolācijas materiāls mūsdienu kabeļu ražošanā.
2. Polipropilēns (PP)
No propilēna polimerizētā polipropilēna (PP) blīvums ir 0,89–0,92 g/cm³, kušanas temperatūra ir 164–176 °C un darba temperatūras diapazons ir no –30 °C līdz 140 °C.
Īpašības: Viegls svars, augsta mehāniskā izturība, lieliska ķīmiskā izturība un izcila elektroizolācija.
Pielietojums: galvenokārt izmanto kā halogēnu nesaturošu izolācijas materiālu kabeļos. Pieaugot uzsvaram uz vides aizsardzību, šķērssaistītais polipropilēns (XLPP) un modificētais kopolimērs PP arvien vairāk aizstāj tradicionālo polietilēnu augstas temperatūras un augstsprieguma kabeļu sistēmās, piemēram, dzelzceļa, vēja enerģijas un elektrotransportlīdzekļu kabeļos.
3. Polibutilēns (PB)
Polibutilēns ietver poli(1-butēnu) (PB-1) un poliizobutilēnu (PIB).
Īpašības: Lieliska karstumizturība, ķīmiskā stabilitāte un izturība pret šļūdi.
Pielietojums: PB-1 tiek izmantots caurulēs, plēvēs un iepakojumā, savukārt PIB tiek plaši izmantots kabeļu ražošanā kā ūdeni bloķējošs želeja, hermētiķis un pildviela, pateicoties tā gāzes necaurlaidībai un ķīmiskajai inercei — to parasti izmanto optisko šķiedru kabeļos blīvēšanai un mitruma aizsardzībai.
II. Citi izplatīti poliolefīna materiāli
(1) Etilēna-vinilacetāta kopolimērs (EVA)
EVA apvieno etilēnu un vinilacetātu, kam piemīt elastība un aukstumizturība (saglabā elastību –50 °C temperatūrā).
Īpašības: Mīksts, triecienizturīgs, netoksisks un izturīgs pret novecošanos.
Pielietojums: Kabeļos EVA bieži tiek izmantots kā elastības modifikators vai nesējviela zema dūmu līmeņa bez halogēna (LSZH) formulās, uzlabojot videi draudzīgu izolācijas un apvalka materiālu apstrādes stabilitāti un elastību.
(2) Ultraaugstas molekulmasas polietilēns (UHMWPE)
UHMWPE, kura molekulmasa pārsniedz 1,5 miljonus, ir augstākās klases inženiertehniskā plastmasa.
Īpašības: Visaugstākā nodilumizturība starp plastmasām, triecienizturība piecas reizes lielāka nekā ABS, lieliska ķīmiskā izturība un zema mitruma absorbcija.
Pielietojums: Izmanto optiskajos kabeļos un īpašos kabeļos kā nodilumizturīgu apvalku vai pārklājumu stiepes elementiem, uzlabojot izturību pret mehāniskiem bojājumiem un nodilumu.
III. Secinājums
Poliolefīna materiāli nesatur halogēnu, rada zemu dūmu līmeni un degot nav toksiski. Tie nodrošina izcilu elektrisko, mehānisko un apstrādes stabilitāti, un to veiktspēju var vēl vairāk uzlabot, izmantojot potēšanas, sajaukšanas un šķērssaistīšanas tehnoloģijas.
Apvienojot drošību, draudzīgumu videi un uzticamu veiktspēju, poliolefīna materiāli ir kļuvuši par galveno materiālu sistēmu mūsdienu vadu un kabeļu rūpniecībā. Raugoties nākotnē, tā kā tādas nozares kā jauni enerģijas transportlīdzekļi, fotoelektriskā enerģija un datu komunikācija turpina augt, inovācijas poliolefīna pielietojumos vēl vairāk veicinās kabeļu nozares augstas veiktspējas un ilgtspējīgu attīstību.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 17. oktobris