It-teknoloġija tal-crosslinking tal-polyethylene (PE) hija waħda mill-mezzi importanti biex ittejjeb il-proprjetajiet materjali tagħha. Il-PE modifikat cross-linked jista 'jtejjeb ħafna l-proprjetajiet tiegħu, li mhux biss itejjeb b'mod sinifikanti l-proprjetajiet komprensivi tal-PE bħal proprjetajiet mekkaniċi, reżistenza għall-qsim tal-istress ambjentali, reżistenza għall-korrużjoni kimika, reżistenza għat-tkaxkir, u proprjetajiet elettriċi, iżda wkoll itejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza tat-temperatura livell, li jista 'jżid it-temperatura tar-reżistenza tas-sħana tal-PE minn 70 grad għal aktar minn 100 grad, u b'hekk iwessa' ħafna l-qasam tal-applikazzjoni tal-PE.
L-insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked hija polyethylene taħt l-azzjoni ta 'raġġi ta' enerġija għolja (bħal raġġi, raġġi, raġġi elettroni, eċċ.) jew aġenti ta 'cross-linking sabiex il-cross-linking bejn makromolekuli jista' jtejjeb ir-reżistenza tas-sħana tiegħu u proprjetajiet oħra. It-temperatura tax-xogħol fit-tul tal-kejbil li juża polyethylene cross-linked bħala insulazzjoni tista 'tiżdied għal 90 grad, u t-temperatura istantanja ta' short-circuit li tista 'tiflaħ tista' tilħaq 170-250 grad.
Introduzzjoni qasira
Il-polyethylene (PE) huwa wieħed mill-ħames plastiks ġenerali, u l-produzzjoni u l-konsum tiegħu jikklassifikaw l-ewwel fost diversi reżini sintetiċi, fl-industrija u l-agrikoltura u użati ħafna fil-ħajja ta 'kuljum. Madankollu, ir-reżistenza għat-temperatura għolja tal-polyethylene hija fqira. Il-proprjetajiet mekkaniċi u r-reżistenza kimika kultant ma jissodisfawx ir-rekwiżiti tal-użu attwali. Għalhekk, il-modifika tal-polyethylene dejjem kienet iċ-ċavetta għall-iżvilupp u l-applikazzjoni ta 'prodotti tal-polyethylene, u t-teknoloġija tal-polyethylene crosslinking hija teknoloġija importanti biex ittejjeb il-proprjetajiet materjali tagħha. Il-polyethylene modifikat cross-linked jista 'jtejjeb ħafna l-proprjetajiet tiegħu, li mhux biss itejjeb b'mod sinifikanti l-proprjetajiet komprensivi tal-polyethylene bħal proprjetajiet mekkaniċi, reżistenza għall-qsim tal-istress ambjentali, reżistenza għall-korrużjoni kimika, reżistenza għat-tkaxkir u proprjetajiet elettriċi. Barra minn hekk, il-livell ta 'reżistenza għat-temperatura jitjieb ħafna, u t-temperatura tar-reżistenza tas-sħana tal-polyethylene tista' tiżdied minn 70 grad għal aktar minn 100 grad. Bħala riżultat, il-firxa ta 'applikazzjoni tal-polyethylene ġiet imwessa' ħafna.
Fil-preżent, cross-linked polyethylene (XLPE) intuża ħafna f'pajpijiet, films, materjali tal-kejbil, u prodotti tal-fowm.
Prestazzjoni u benefiċċji
Il-molekuli tal-polyethylene huma komposti minn ktajjen molekulari lineari. Meta t-temperatura tiżdied, il-forza li torbot bejn il-ktajjen molekulari lineari (forza ta 'van der Waals) tiddgħajjef, sabiex il-materjal molekulari kollu jiġi deformat, għalhekk ir-reżistenza tat-temperatura tal-polyethylene hija fqira. Polyethylene cross-linked (XLPE) Jintrama pont tal-katina kimika bejn il-molekuli sabiex il-molekuli ma jistgħux jiġu spostati, li jegħleb in-nuqqas ta 'polyethylene. It-tqabbil tal-prestazzjoni tal-polyethylene cross-linked u l-polyethylene ordinarju jidher fit-Tabella 1.
Il-polyethylene cross-linked għandu l-vantaġġi li ġejjin:
1. Reżistenza għas-sħana: XLPE bi struttura tridimensjonali tal-malja għandu reżistenza eċċellenti tas-sħana. Mhux se jiddekomponi u karbonizza taħt il-200 grad, it-temperatura tax-xogħol fit-tul tista 'tilħaq 90 grad, u l-ħajja termali tista' tilħaq 40 sena.
2. Prestazzjoni ta 'insulazzjoni: XLPE iżomm il-karatteristiċi oriġinali ta' insulazzjoni tajba tal-PE, u r-reżistenza tal-insulazzjoni tiżdied aktar. It-tanġent tat-telf dielettriku tiegħu huwa żgħir ħafna u mhux affettwat ħafna mit-temperatura.
3. Proprjetajiet mekkaniċi: Minħabba l-istabbiliment ta 'rabtiet kimiċi ġodda bejn makromolekuli, l-ebusija, ebusija, reżistenza għall-ilbies u reżistenza għall-impatt ta' XLPE huma mtejba, u b'hekk tpatti għan-nuqqasijiet tal-PE li jkun suxxettibbli għal stress ambjentali u qsim.
4. Reżistenza kimika: XLPE għandu reżistenza qawwija għall-aċidu u l-alkali u reżistenza għaż-żejt, u l-prodotti tal-kombustjoni tiegħu huma prinċipalment ilma u dijossidu tal-karbonju, li huwa inqas ta 'ħsara għall-ambjent u jissodisfa r-rekwiżiti tas-sigurtà tan-nirien moderna.
Prinċipju ta' crosslinking
Il-polietilene ([CH2-CH2]n, numru ta' unità n-repeat) huwa kompost polimeru li fih żewġ elementi ta' idrokarburi u idroġeni, bi ktajjen makromolekulari ta' struttura molekulari lineari jew ramifikata, forma solida f'temperatura tal-kamra, u fażi tal-kristall u forma amorfu koeżistenza fażi f'forma solida ta 'polyethylene. Il-piż molekulari relattiv tal-polyethylene huwa bejn 6,30 u<>,<>.
Il-polyethylene għandu proprjetajiet eċċellenti ta 'insulazzjoni elettrika, iżda r-reżistenza fqira tas-sħana tiegħu taffettwa l-użu tiegħu ta' materja prima għall-insulazzjoni tal-kejbil. Minħabba l-interazzjoni intermolekulari dgħajfa fir-reġjun amorfu, it-temperatura tat-tidwib tal-biċċa l-kbira tal-polyethylene hija ta 'madwar 140 grad, u s-saħħa mekkanika tagħha tonqos b'mod sinifikanti meta toqrob lejn il-punt tat-tidwib tal-polyethylene, u r-reżistenza għall-qsim tiddeterjora wkoll.
Meta l-ktajjen makromolekulari lineari jiġu pproċessati kimikament jew fiżikament, il-proċess li jingħaqad fil-forma ta 'bonds cross-linked jissejjaħ crosslinking jew "vulkanizzazzjoni". Il-polyethylene crosslinked għandu l-proprjetajiet tat-tip ta 'malji u l-istruttura tal-ġisem, u r-reżistenza tas-sħana tiegħu se tissaħħaħ biż-żieda ta' crosslinking, u t-titwil termali relattiv jonqos kif xieraq. Minħabba t-titjib sinifikanti tiegħu fil-proprjetajiet mekkaniċi u r-reżistenza tas-sħana, sar materjal ta 'insulazzjoni tal-kejbil tal-enerġija użat ħafna.
Il-metodu ta 'crosslinking polyethylene permezz ta' crosslinking biex jiffurmaw cross-linked polyethylene huwa maqsum f'żewġ kategoriji: metodu kimiku u metodu fiżiku, u l-metodi ta 'proċess realizzati fl-industrija prinċipalment jinkludu l-ħames li ġejjin: crosslinking ta' irradjazzjoni ta 'enerġija għolja, crosslinking silane, crosslinking perossidu , crosslinking ultravjola, u crosslinking tal-melħ. Fost dawn, il-metodu ta 'crosslinking tal-perossidu (magħruf ukoll bħala crosslinking kimiku) huwa metodu ta' crosslinking adattat għall-produzzjoni ta 'kejbils ta' livell ta 'vultaġġ medju u għoli, u l-prinċipju tiegħu huwa serje ta' reazzjonijiet radikali ħielsa attivati mid-dekompożizzjoni tal-perossidu f'temperatura għolja , u mbagħad PE huwa cross-linked. Il-perossidi huma dekomposti bis-sħana biex jiffurmaw radikali ħielsa, u l-proċess ta 'reazzjoni ta' crosslinking huwa kif ġej:
Metodu ta' crosslinking
Hemm żewġ tipi ta 'metodi ta' crosslinking għall-polyethylene: crosslinking fiżiku (crosslinking tar-radjazzjoni) u crosslinking kimiku. Crosslinking kimiku hija maqsuma f ' silane crosslinking u perossidu crosslinking.
Crosslinking fiżiku
Crosslinking tar-radjazzjoni: prodotti tal-polyethylene, bħal għantijiet tal-polyethylene, films, tubi b'ħitan irqaq, u prodotti oħra miksija fuq il-wajer, huma crosslinked b'-raġġi u raġġi ta 'enerġija għolja (jikkawżaw makromolekuli tal-polyethylene biex jiġġeneraw radikali ħielsa u jiffurmaw ktajjen CC crosslinked) . Il-grad ta 'crosslinking huwa affettwat mid-doża tar-radjazzjoni u t-temperatura, u l-punt ta' crosslinking jiżdied maż-żieda tad-doża tar-radjazzjoni, għalhekk billi jiġu kkontrollati l-kundizzjonijiet tar-radjazzjoni, prodotti tal-polyethylene cross-linked b'ċertu grad ta 'cross-linking jistgħu jinkisbu.
Il-polyethylene cross-linked prodott bil-metodu ta 'crosslinking tar-radjazzjoni għandu l-vantaġġi li ġejjin: crosslinking u estrużjoni jitwettqu separatament, il-kwalità tal-prodott hija faċli biex tikkontrolla, l-effiċjenza tal-produzzjoni hija għolja, u r-rata ta' ruttam hija baxxa; L-ebda inizjaturi radikali ħielsa addizzjonali (bħal perossidi, eċċ.) huma meħtieġa matul il-proċess ta 'crosslinking, li jżomm l-indafa tal-materjal u jtejjeb il-proprjetajiet elettriċi tal-materjal; Huwa adattat b'mod speċjali għal kejbils iżolati ta 'sezzjoni żgħira u b'ħitan irqaq li huma diffiċli biex jiġu prodotti permezz ta' crosslinking kimika. Madankollu, il-crosslinking tar-radjazzjoni għandu wkoll xi żvantaġġi, bħall-ħtieġa li jiżdied il-vultaġġ ta 'aċċellerazzjoni tar-raġġ tal-elettroni meta crosslinking materjali ħoxnin; Għal crosslinking ta 'oġġetti tondi bħal wajers u kejbils, huwa meħtieġ li ddawwarhom jew tuża diversi raġġi ta' elettroni biex tagħmel l-irradjazzjoni uniformi; L-ispejjeż ta' investiment ta' darba huma konsiderevoli; It-teknoloġija ta 'tħaddim u manutenzjoni hija kumplessa, u l-problemi ta' protezzjoni tas-sigurtà fl-operazzjoni huma wkoll relattivament ħarxa.
Cross-linking kimiku
Crosslinking kimiku huwa l-użu ta 'aġenti ta' crosslinking kimiċi għal crosslink polimeri, li jinbidlu minn struttura lineari għal struttura ta 'netwerk.
L-għażla tal-aġent tal-crosslinking għandha tiddependi fuq il-varjetà tal-polimeru, it-teknoloġija tal-ipproċessar u l-prestazzjoni tal-prodott, l-aġent crosslinking ideali minbarra li jissodisfa xi rekwiżiti speċifiċi għandu jkollu wkoll ir-rekwiżiti bażiċi li ġejjin: rata għolja ta 'crosslinking, struttura ta' crosslinking stabbli; Sigurtà ta 'l-ipproċessar kbir, faċli biex tużah, perjodu ta' validità moderat wara li żżid ir-reżina, l-ebda żvantaġġi ta 'crosslinking prematur jew tard wisq; ma jaffettwax il-prestazzjoni tal-ipproċessar u l-prestazzjoni tal-użu tal-prodott; mhux tossiku, li ma jniġġesx, ma jirritax il-ġilda u l-għajnejn.
Fil-crosslinking kimiku, hemm crosslinking perossidu, crosslinking silane, u crosslinking azo:
(1) Perossidu crosslinking u crosslinking agentPeroxide crosslinking, ġeneralment bl-użu ta ' perossidu organiku bħala aġent crosslinking, taħt l-azzjoni tas-sħana, jiddekomponi biex jiġġeneraw radikali ħielsa attivi, li jagħmlu l-katina tal-karbonju polimeru jiġġenera punti attivi u jipproduċi karbonju-karbonju crosslinking biex jiffurmaw a struttura tan-netwerk. Din it-teknoloġija teħtieġ tagħmir ta 'estrużjoni bi pressjoni għolja sabiex ir-reazzjoni ta' crosslinking titwettaq fil-bittija, u mbagħad il-prodott jissaħħan bl-użu ta 'metodu ta' tisħin rapidu, li jirriżulta fi prodott crosslinked. Għalhekk, l-użu tal-metodu ta 'crosslinking tal-perossidu biex jipproduċi pajp tal-polyethylene mhuwiex faċli biex jiġi kkontrollat, il-kwalità tal-prodott hija instabbli, u tħaddim kontinwu huwa aktar diffiċli.
(2) Azo crosslinking
Il-metodu huwa li tħallat il-kompost ażo f'PE u testruż f'temperatura aktar baxxa mid-dekompożizzjoni tal-kompost ażo, u l-estrużjoni hija dekomposta b'banju tal-melħ b'temperatura għolja, u l-kompost ażo huwa dekompost biex jifforma radikali ħielsa, li jibda crosslinking tal-polyethylene. Ġeneralment jintuża għal materjali tal-gomma taċ-ċipress b'temperaturi ta 'tidwib baxxi u għandu ftit applikazzjonijiet prattiċi għall-plastik.
(3) Silane crosslinking u crosslinking aġent
Fis-sittinijiet tas-seklu għoxrin, it-teknoloġija tal-crosslinking tas-silane ġiet żviluppata b'suċċess. It-teknoloġija tuża silani tal-vinil li fihom rabtiet doppji biex jirreaġixxu ma 'polimeri mdewba taħt l-azzjoni ta' inizjaturi biex jiffurmaw polimeri mlaqqma bis-silane, li huma idrolizzati fl-ilma fil-preżenza ta 'katalist ta' kondensazzjoni ta 'silanol biex jiffurmaw struttura crosslinked ta' katina ta 'oxane f'netwerk. It-teknoloġija ta 'crosslinking ta' Silane ppromwoviet ħafna l-produzzjoni u l-applikazzjoni ta 'polyethylene inkroċjat minħabba t-tagħmir sempliċi tiegħu, proċess faċli biex jikkontrolla, inqas investiment, grad għoli ta' crosslinking ta 'prodotti lesti, u kwalità tajba. Minbarra l-polyethylene u silane, katalisti, inizjaturi, antiossidanti, eċċ huma wkoll użati fil-cross-linking.
Meta mqabbla ma 'metodi oħra, il-prodotti tal-polyethylene miksuba permezz ta' crosslinking silane għandhom il-vantaġġi li ġejjin:
(1) Inqas investiment fit-tagħmir, effiċjenza għolja fil-produzzjoni, u spiża baxxa.
(2) Il-proċess huwa versatili ħafna, adattat għall-polyethylene ta 'densità kollha, u adattat ukoll għall-biċċa l-kbira tal-polyethylene b'mili.
(3) Mhux limitat bil-ħxuna.
(4) L-ammont ta 'perossidu huwa żgħir (10% biss meta l-perossidu huwa crosslinked waħdu), għalhekk inqas mikropori huma ġġenerati fis-saff ta' insulazzjoni tal-polyethylene, li jwassal biex tinżamm l-insulazzjoni għolja tal-polyethylene.
Applikazzjonijiet ewlenin
Minħabba l-proprjetajiet eċċellenti tiegħu, il-polyethylene cross-linked jintuża bħala materjali ta 'insulazzjoni ta' vultaġġ għoli, frekwenza għolja, reżistenti għas-sħana u kisi tal-wajer u l-kejbils meħtieġa minn rokits, missili, muturi, transformers, eċċ Manifattura ta 'tubi li jinxtorob bis-sħana, Films li jinxtorob bis-sħana, pajpijiet varji reżistenti għas-sħana, plastiks tal-fowm, kisi ta 'tagħmir kimiku reżistenti għall-korrużjoni, komponenti u kontenituri, manifattura ta' materjali tal-bini ritardanti tal-fjammi, eċċ Fil-preżent, l-akbar oqsma ta 'użu huma prinċipalment wajer u kejbil, pajp, u fowm.
1. Materjal tal-kejbil tal-polyethylene cross-linked
Ir-reżistenza tas-sħana tal-kejbil bil-polyethylene cross-linked bħala insulazzjoni hija ogħla minn dik tal-polyvinyl chloride, tista 'tintuża għal żmien twil f'90 grad, u t-temperatura tar-reżistenza tas-sħana f'short circuit tista' tilħaq sa 250 grad; Ir-reżistenza tal-insulazzjoni hija għolja, it-tanġent tat-telf dielettriku huwa żgħir, u bażikament ma jinbidilx bil-bidla tat-temperatura; Għandu reżistenza tajba għall-ilbies u qsim tal-istress ambjentali. Ladarba l-polyethylene cross-linked jinħaraq bil-kejbils, id-dijossidu tal-karbonju u l-ilma jiġu prodotti, filwaqt li l-kejbils tal-PVC jipproduċu gassijiet ta 'ħsara tal-klorur tal-idroġenu meta jinħarqu; Barra minn hekk, id-densità tal-polyethylene cross-linked hija madwar 40% iżgħar minn dik tal-PVC, li tista 'tnaqqas b'mod sinifikanti l-kwalità tal-linji overhead.
2. Pajp tal-polyethylene cross-linked
Il-pajp prodott mill-polyethylene cross-linked għandu l-vantaġġi ta 'saħħa ta' creep għolja, reżistenza għall-korrużjoni, ħfief, u reżistenza tajba għas-sħana. Il-pajp kompost ta 'l-aluminju-plastik li juża polyethylene cross-linked għandu issikkar qawwi ta' l-arja u reżistenza għolja għall-istress tat-tifqigħ. Għandu effett antistatiku u ta 'lqugħ.
Meta mqabbel ma 'pajp tal-PVC u pajp tal-polyethylene ordinarju, pajp tal-polyethylene cross-linked ma fihx plastiċizzanti, mhux se moffa u jrabbi batterji; Ma fihx ingredjenti ta 'ħsara, jissodisfa l-istandards tal-FDA, u jista' jintuża fil-pajpijiet tal-ilma tax-xorb; Reżistenza tajba tas-sħana, polyvinyl chloride ordinarju u reżistenza tas-sħana tal-pajp tal-polyethylene hija 60-75 grad, filwaqt li l-pajp tal-polyethylene cross-linked huwa ta '90 grad, it-temperatura istantanja massima tista' tilħaq 185 grad, tista 'tiflaħ temperatura baxxa ta' -75 grad; Firxa wiesgħa tat-temperatura operattiva, tista 'tintuża għal żmien twil taħt kundizzjonijiet ta' grad -75-95, u l-ħajja tas-servizz hija sa 50 sena. Cross-linking għoli, densità għolja, reżistenza tajba għall-pressjoni; Ir-reżistenza għall-korrużjoni kimika hija tajba ħafna, u r-reżistenza għall-qsim tal-istress ambjentali hija eċċellenti, anke f'temperaturi ogħla, tista 'tintuża biex tittrasporta varjetà ta' kimiċi u materjal tal-istress b'pajp aċċellerat, pajp tal-polyethylene cross-linked huwa ħafif fil-piż, madwar 1 biss /8 tal-pajp tal-metall; Reżistenza tajba għall-korrużjoni u reżistenza għall-ilbies. Ir-rata tal-ilbies hija inqas minn 1/4 tal-pajp tal-azzar, u l-ħajja tas-servizz hija 2-6 darbiet dik tal-pajp tal-azzar; Il-ħajt ta 'ġewwa huwa lixx, ir-reżistenza tal-fluss tal-fluwidu hija żgħira, u fl-istess dijametru tal-pajp, il-fluss tal-ġarr huwa akbar minn dak tal-pajp tal-metall, u l-istorbju huwa ħafna aktar baxx; Il-prestazzjoni tat-trażmissjoni hija tajba, u l-ammont ta 'trasmissjoni ta' likwidu jiżdied bi 30%-40% meta mqabbel mal-pajp tal-azzar; Il-konduttività termali hija ħafna aktar baxxa minn dik tal-pajpijiet tal-metall, għalhekk il-prestazzjoni tal-insulazzjoni termali tagħha hija eċċellenti. Meta jintuża fis-sistema tat-tisħin, il-preservazzjoni tas-sħana mhix meħtieġa, u t-telf tas-sħana huwa żgħir; Jista 'jitgħawweġ b'mod arbitrarju u mhux se jkun fraġli u maqsum; Prestazzjoni eċċellenti ta 'insulazzjoni elettrika, installazzjoni faċli, u ammont ta' xogħol ta 'installazzjoni ta' inqas minn nofs il-pajp tal-metall, spiża baxxa ta 'installazzjoni.
Minħabba l-prestazzjoni materjali eċċellenti tal-pajp tal-polyethylene cross-linked. B'iġjene kompletament mhux tossika, ġiet meqjusa bħala ġenerazzjoni ġdida ta 'pajpijiet ħodor, prinċipalment użati fl-aspetti li ġejjin:
(1) Sistemi ta 'provvista ta' ilma kiesaħ u sħun u sistemi ta 'pipeline ta' ilma tax-xorb għall-bini;
(2) Sistema ta 'ilma mkessaħ għall-bini ta' arja kondizzjonata;
(3) Sistema ta 'tisħin residenzjali;
(4) Sistema ta 'tisħin ta' l-art;
(5) Pajping tas-sistema domestika tal-heater tal-ilma;
(6) Pipelines tat-trasport għal xorb, alkoħol, ħalib, u fluwidi oħra fl-industrija tal-ikel;
(7) Pipelines tat-trasport tal-fluwidu tal-industrija tal-kimika u taż-żejt;
(8) Sistema ta 'tkessiħ u pipeline tas-sistema tat-trattament tal-ilma.
(5) Reżistenza tajba għat-tixjiħ u ħajja twila ta 'servizz.
