วิธีการและพันธุ์ของการสังเคราะห์โพลีเอทิลีน
(1) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (แอลดีพีอี)
เมื่อเติมออกซิเจนหรือเปอร์ออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อยเป็นตัวเริ่มต้นเอทิลีนบริสุทธิ์ อัดให้แน่นจนมีแรงดันประมาณ 202.6 กิโลปาสกาล แล้วให้ความร้อนจนถึงประมาณ 200°C เอทิลีนจะเกิดการพอลิเมอร์เป็นโพลีเอทิลีนสีขาวคล้ายขี้ผึ้ง วิธีนี้มักเรียกกันว่ากระบวนการแรงดันสูงเนื่องจากสภาวะการทำงาน โพลีเอทิลีนที่ได้จะมีความหนาแน่น 0.915–0.930 กรัม/ซม.³ และมีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 15,000 ถึง 40,000 โครงสร้างโมเลกุลของโพลีเอทิลีนจะแตกแขนงและหลวมมาก มีลักษณะคล้ายต้นไม้ ซึ่งทำให้มีความหนาแน่นต่ำ จึงเรียกอีกอย่างว่าโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ
(2) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (เอ็มดีพีอี)
กระบวนการความดันปานกลางเกี่ยวข้องกับการทำให้เอทิลีนเกิดการพอลิเมอร์ภายใต้บรรยากาศ 30–100 โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ โพลีเอทิลีนที่ได้จะมีความหนาแน่น 0.931–0.940 g/cm³ นอกจากนี้ ยังสามารถผลิต MDPE ได้โดยการผสมโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) กับ LDPE หรือผ่านการโคพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนกับโคโมโนเมอร์ เช่น บิวทีน ไวนิลอะซิเตท หรืออะคริเลต
(3) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE)
ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันปกติ เอทิลีนจะถูกทำให้เป็นพอลิเมอร์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาประสานงานที่มีประสิทธิภาพสูง (สารประกอบโลหะออร์แกนิกที่ประกอบด้วยอัลคิลอะลูมินัมและไททาเนียมเตตระคลอไรด์) เนื่องจากมีกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาสูง ปฏิกิริยาพอลิเมอร์จึงสามารถเสร็จสิ้นได้อย่างรวดเร็วที่ความดันต่ำ (0–10 บรรยากาศ) และอุณหภูมิต่ำ (60–75°C) ดังนั้นจึงเรียกว่ากระบวนการความดันต่ำ โพลีเอทิลีนที่ได้จะมีโครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้นแบบไม่แตกแขนง ซึ่งช่วยให้มีความหนาแน่นสูง (0.941–0.965 g/cm³) เมื่อเปรียบเทียบกับ LDPE แล้ว HDPE แสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อความร้อน คุณสมบัติเชิงกล และความต้านทานการแตกร้าวจากความเครียดในสิ่งแวดล้อมที่เหนือกว่า
คุณสมบัติของโพลีเอทิลีน
โพลีเอทิลีนเป็นพลาสติกสีขาวขุ่นคล้ายขี้ผึ้ง โปร่งแสง จึงเป็นวัสดุฉนวนและปลอกหุ้มที่เหมาะสำหรับสายไฟและสายเคเบิล ข้อดีหลักๆ ได้แก่:
(1) คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม: ความต้านทานฉนวนสูงและความแข็งแรงของฉนวนไฟฟ้า ค่าการผ่านเข้าออกต่ำ (ε) และแทนเจนต์การสูญเสียฉนวนไฟฟ้า (tanδ) ในช่วงความถี่กว้าง โดยมีการพึ่งพาความถี่น้อยที่สุด ทำให้เกือบจะเป็นฉนวนไฟฟ้าที่เหมาะสำหรับสายสื่อสาร
(2) คุณสมบัติทางกลที่ดี: มีความยืดหยุ่นแต่เหนียว พร้อมด้วยความทนทานต่อการเสียรูปที่ดี
(3) ทนทานต่อการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน ความเปราะบางที่อุณหภูมิต่ำ และความเสถียรทางเคมี
(4) ทนน้ำได้ดีเยี่ยมพร้อมการดูดซับความชื้นที่ต่ำ โดยทั่วไป ความต้านทานของฉนวนจะไม่ลดลงเมื่อแช่อยู่ในน้ำ
(5) เนื่องจากเป็นวัสดุที่ไม่มีขั้ว จึงทำให้มีความสามารถในการซึมผ่านของแก๊สสูง โดย LDPE มีความสามารถในการซึมผ่านของแก๊สสูงที่สุดในบรรดาพลาสติก
(6) ความถ่วงจำเพาะต่ำ ทั้งหมดอยู่ต่ำกว่า 1 โดย LDPE มีความโดดเด่นเป็นพิเศษที่ประมาณ 0.92 g/cm³ ในขณะที่ HDPE แม้จะมีความหนาแน่นสูงกว่า แต่ก็อยู่ที่ประมาณ 0.94 g/cm³ เท่านั้น
(7) คุณสมบัติการประมวลผลที่ดี: ละลายและทำให้เป็นพลาสติกได้ง่ายโดยไม่สลายตัว เย็นตัวเป็นรูปร่างได้ง่าย และช่วยให้ควบคุมรูปทรงและขนาดของผลิตภัณฑ์ได้อย่างแม่นยำ
(8) สายเคเบิลที่ทำด้วยโพลีเอทิลีนมีน้ำหนักเบา ติดตั้งง่าย และต่อสายได้ง่าย อย่างไรก็ตาม โพลีเอทิลีนยังมีข้อเสียหลายประการ ได้แก่ อุณหภูมิอ่อนตัวต่ำ ติดไฟได้ มีกลิ่นคล้ายพาราฟินเมื่อถูกเผา ทนต่อการแตกร้าวจากความเครียดในสิ่งแวดล้อมและทนต่อการคืบคลานได้ไม่ดี ต้องใส่ใจเป็นพิเศษเมื่อใช้โพลีเอทิลีนเป็นฉนวนหรือปลอกหุ้มสำหรับสายเคเบิลใต้น้ำหรือสายเคเบิลที่ติดตั้งในแนวดิ่งชัน
พลาสติกโพลีเอทิลีนสำหรับสายไฟและสายเคเบิล
(1) ฉนวนกันความร้อนโพลีเอทิลีนเอนกประสงค์
ประกอบด้วยเรซินโพลีเอทิลีนและสารต้านอนุมูลอิสระเท่านั้น
(2) พลาสติกโพลีเอทิลีนทนต่อสภาพอากาศ
ประกอบด้วยเรซินโพลีเอทิลีน สารต้านอนุมูลอิสระ และคาร์บอนแบล็กเป็นหลัก ความทนทานต่อสภาพอากาศขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาค ปริมาณ และการกระจายตัวของคาร์บอนแบล็ก
(3) พลาสติกโพลีเอทิลีนที่ทนต่อการแตกร้าวจากความเครียดต่อสิ่งแวดล้อม
ใช้โพลีเอทิลีนที่มีดัชนีการไหลของของเหลวต่ำกว่า 0.3 และมีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แคบ โพลีเอทิลีนอาจเชื่อมขวางได้โดยการฉายรังสีหรือวิธีทางเคมี
(4) พลาสติกโพลีเอทิลีนฉนวนไฟฟ้าแรงสูง
ฉนวนสายเคเบิลแรงดันสูงต้องใช้พลาสติกโพลีเอทิลีนบริสุทธิ์พิเศษเสริมด้วยตัวปรับแรงดันไฟฟ้าและเครื่องอัดรีดเฉพาะเพื่อป้องกันการเกิดช่องว่าง ระงับการคายประจุเรซิน และปรับปรุงความต้านทานของส่วนโค้ง ความต้านทานการกัดเซาะไฟฟ้า และความต้านทานโคโรนา
(5) พลาสติกโพลีเอทิลีนกึ่งตัวนำ
ผลิตโดยการเติมคาร์บอนแบล็กที่มีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าลงในโพลีเอทิลีน โดยทั่วไปจะใช้คาร์บอนแบล็กที่มีอนุภาคละเอียดและมีโครงสร้างสูง
(6) สารประกอบสายเคเบิลโพลีโอเลฟินเทอร์โมพลาสติกควันต่ำฮาโลเจนเป็นศูนย์ (LSZH)
สารประกอบนี้ใช้เรซินโพลีเอทิลีนเป็นวัสดุพื้นฐาน โดยผสมสารหน่วงการติดไฟที่ปราศจากฮาโลเจนที่มีประสิทธิภาพสูง สารระงับควัน สารปรับอุณหภูมิ สารป้องกันเชื้อรา และสี ซึ่งผ่านกระบวนการผสม การทำให้เป็นพลาสติก และการอัดเป็นเม็ด
โพลิเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE)
ภายใต้การกระทำของรังสีพลังงานสูงหรือตัวแทนการเชื่อมขวาง โครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้นของโพลีเอทิลีนจะเปลี่ยนเป็นโครงสร้างสามมิติ (เครือข่าย) โดยเปลี่ยนวัสดุเทอร์โมพลาสติกให้เป็นเทอร์โมเซ็ต เมื่อใช้เป็นฉนวนเอ็กแอลพีอีสามารถทนต่ออุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องได้สูงถึง 90°C และอุณหภูมิไฟฟ้าลัดวงจร 170–250°C วิธีการเชื่อมขวาง ได้แก่ การเชื่อมขวางทางกายภาพและเคมี การเชื่อมขวางด้วยการฉายรังสีเป็นวิธีการทางกายภาพ ในขณะที่สารเชื่อมขวางทางเคมีที่พบมากที่สุดคือ DCP (ไดคูมิลเปอร์ออกไซด์)
เวลาโพสต์ : 10 เม.ย. 2568