Расширенное руководство по полимерам. Свойства реактопластов. Амины, CSPE, XLPE

Для чего используется CSPE? В строительстве устойчивость к атмосферным воздействиям, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и адгезия позволили сделать этот материал очень популярным в качестве коммерческого кровельного материала. Другие применения включают в себя оболочку проводов и кабелей и краску. Другие области применения включают изготовление трубок, футеровок резервуаров, защитных слоев, устойчивых к воздействию кислот и озона, а также резиновых уплотнительных элементов и некоторых других изделий. Так, известные потребительские товары, где используется CSPE, включают в себя подошвы для обуви и садовые шланги. Что касается экологичности хлорсульфированного ПЭ, то известные выбросы в результате сжигания материала включают соляную кислоту (HCl), монооксид углерода (CO), диоксид серы (SO2), а также органические кислоты, альдегиды и спирты. Однако для начала процесса термодеструкции CSPE нужно нагреть до очень высоких температур, поскольку он является самозатухающим.

В целом можно сказать, что CSPE имеет отличное сочетание свойств, которые включают общую устойчивость к озону, отличную стойкость к истиранию, атмосферостойкость даже в светлых тонах, пламени, окислителях, растворителях, стойкость к растрескиванию, а также превосходные диэлектрические свойства. Также хлорсульфированный полиэтилен обеспечивает низкое влагопоглощение, устойчивость к маслам, аналогичную неопрену, и низкотемпературную гибкость при температуре -40 оC (-40 оF), низкую газопроницаемость для эластомера, и хорошую адгезию к различным поверхностям. CSPE Может быть выполнен в широком цветовом диапазоне. Из него также делают шланги, гильзы резервуаров, покрытия для проводов и кабелей и различные строительные материалы.

Вы наверняка заметили в названии статьи аббревиатуру XLPE. XLPE (также называемый PEX, а эта аббревиатура ещё более известна тем, кто имеет дело с трубопроводными системами) — это сшитый полиэтилен, который при химической обработке или обработке облучением превращается из термопластичного в термореактивный материал со значительными улучшениями в таких свойствах, как прочность, химическая стойкость и термостойкость. XLPE или PEX может быть получен путем добавления небольших количеств органических пероксидов (дикумил, собственно пероксид и т. д.), которые не вызывают существенного сшивания до того, как пластик приобрел свою окончательную форму при обработке. Такой процесс, как ротационное формование, подходит для этого метода перекрестного сшивания. Другой метод включает облучение готовых изделий в высокоэнергетических полях. Он используется, в частности, для экструдированных продуктов, таких как пленки (в частности, термоусадочная пленка), трубы, пены и изоляция проводов / кабелей.

Кроме того, для получения PEX используют также кремневодороды (силаны). Получаемый таким образом сшитый полиэтилен, как и два предыдущих типа, может использоваться для производства труб, фитингов и других элементов трубопроводных систем. Добавим также, что сшитый полиэтилен с пероксидными добавками называется пероксидносшитым и имеет название PEXa, силаносшитый полиэтилен на основе кремневодородов называется PEXb, а радиационносшитый, получаемый за счёт «бомбардировки» ПЭ сырья электронами, обозначается, как PEXc. Несмотря на сходную химическую структуру, эти материалы всё же демонстрируют различные физико-механические и другие характеристики, поэтому заслуживают отдельного разговора. В этой же части поговорим о XLPE, используемом для кабельной и проводной изоляции (сшитый полиэтилен как изоляционный материал принято обозначать именно так, XLPE).

Итак, XLPE — это термоотверждаемый изоляционный материал. Сшивание полимеров представляет собой процесс, который изменяет молекулярную структуру полимерных цепей, так что они становятся более плотно связанными друг с другом, и это сшивание осуществляется либо химическими (PEXa, PEXb), либо физическими (PEXc) средствами. Как мы уже говорили, химическое сшивание включает добавление химических веществ или инициаторов, таких как силан или пероксид, для образования свободных радикалов, которые образуют сшивание. Физическое сшивание включает в себя воздействие на полимер источника высокой энергии, такого как высокоэнергетическое электронное или микроволновое излучение. Полиэтиленовый материал сам по себе имеет отличную диэлектрическую прочность, высокое сопротивление изоляции и низкий коэффициент рассеяния на всех частотах, что делает его идеальным изолятором, однако он ограничен в своем температурном диапазоне. Сшивание полиэтилена в XLPE увеличивает температурный диапазон изоляции, сохраняя при этом электрические свойства. XLPE подходит для диапазонов напряжения от низкого до сверхвысокого напряжения, превосходя другие изоляционные материалы, такие как ПВХ, этиленпропиленовый каучук (EPR) и силиконовые каучуки.

Сшивание полиэтилена также повышает химическую и масляную стойкость при повышенных температурах и делает его пригодным для использования в качестве материала с низким содержанием дыма и нулевым содержанием галогенов, что важно для экологической безопасности и безопасности для здоровья человека. Механические свойства XLPE превосходят свойства многих других изоляционных материалов, предлагая большую прочность на разрыв, удлинение и ударопрочность. Добавление технического углерода может быть использовано для дальнейшего усиления горячей деформации и сопротивления прорезанию. Изоляция из сшитого полиэтилена не будет плавиться или капать даже при температурах пайки, а также имеет повышенное сопротивление потоку и улучшенные характеристики старения. Повышенная устойчивость к так называемому эффекту «мокрого дерева» является еще одним преимуществом изоляции из сшитого полиэтилена для кабелей низкого и среднего напряжения по сравнению с изоляцией из полиэтилена. «Мокрое дерево» — это дефект, который является результатом дефектов в изоляции, где разрушения возникают и растут в направлении электрического поля, увеличиваясь с электрическим напряжением. Следует отметить, что этот эффект не ограничивается полиэтиленовыми материалами.