วิธีการและพันธุ์ของการสังเคราะห์โพลีเอทิลีน
(1) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (แอลดีพีอี)
เมื่อเติมออกซิเจนหรือเปอร์ออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อยเป็นตัวเริ่มต้นให้กับเอทิลีนบริสุทธิ์ อัดให้แน่นจนมีกำลังประมาณ 202.6 กิโลปาสกาล และให้ความร้อนถึงประมาณ 200°C เอทิลีนจะเกิดพอลิเมอร์ไรเซชันเป็นพอลิเอทิลีนสีขาวคล้ายขี้ผึ้ง วิธีนี้มักเรียกกันว่ากระบวนการแรงดันสูงเนื่องจากสภาวะการทำงาน พอลิเอทิลีนที่ได้มีความหนาแน่น 0.915–0.930 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร และมีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 15,000 ถึง 40,000 โครงสร้างโมเลกุลของพอลิเอทิลีนมีลักษณะแตกกิ่งก้านสาขาและหลวม คล้ายกับโครงสร้างแบบ “ต้นไม้” ซึ่งทำให้มีความหนาแน่นต่ำ จึงเป็นที่มาของชื่อพอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ
(2) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (เอ็มดีพีอี)
กระบวนการความดันปานกลางเกี่ยวข้องกับการพอลิเมอไรเซชันเอทิลีนภายใต้อุณหภูมิ 30–100 บรรยากาศโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ โพลีเอทิลีนที่ได้มีความหนาแน่น 0.931–0.940 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร MDPE สามารถผลิตได้โดยการผสมโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) กับ LDPE หรือโดยการโคพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนกับสารประกอบเชิงซ้อน เช่น บิวทีน ไวนิลอะซิเตต หรืออะคริเลต
(3) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE)
ภายใต้อุณหภูมิและความดันปกติ เอทิลีนจะถูกพอลิเมอไรเซชันโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาประสานงานที่มีประสิทธิภาพสูง (สารประกอบออร์แกนิกเมทัลลิกที่ประกอบด้วยอัลคิลอะลูมินัมและไทเทเนียมเตตระคลอไรด์) เนื่องจากมีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาสูง ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันจึงสามารถเสร็จสิ้นได้อย่างรวดเร็วที่ความดันต่ำ (0–10 บรรยากาศ) และอุณหภูมิต่ำ (60–75°C) จึงเป็นที่มาของชื่อกระบวนการความดันต่ำ โพลีเอทิลีนที่ได้มีโครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้นที่ไม่แตกแขนง ส่งผลให้มีความหนาแน่นสูง (0.941–0.965 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) เมื่อเทียบกับ LDPE แล้ว HDPE มีความทนทานต่อความร้อน คุณสมบัติเชิงกล และความต้านทานการแตกร้าวจากความเค้นในสิ่งแวดล้อมได้ดีกว่า
คุณสมบัติของโพลีเอทิลีน
โพลีเอทิลีนเป็นพลาสติกสีขาวขุ่น คล้ายขี้ผึ้ง โปร่งแสง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นฉนวนและปลอกหุ้มสายไฟและสายเคเบิล ข้อดีหลักๆ ได้แก่:
(1) คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม: ความต้านทานฉนวนสูงและความแข็งแรงของฉนวนไฟฟ้า ค่าการอนุญาตเข้า (ε) ต่ำและแทนเจนต์การสูญเสียของฉนวนไฟฟ้า (tanδ) ในช่วงความถี่กว้าง โดยขึ้นอยู่กับความถี่น้อยที่สุด ทำให้เหมาะเป็นฉนวนไฟฟ้าสำหรับสายเคเบิลสื่อสาร
(2) คุณสมบัติเชิงกลที่ดี: มีความยืดหยุ่นแต่เหนียว ทนทานต่อการเสียรูปได้ดี
(3) ทนทานต่อการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน ความเปราะที่อุณหภูมิต่ำ และเสถียรภาพทางเคมี
(4) ทนน้ำได้ดีเยี่ยมพร้อมการดูดซับความชื้นต่ำ โดยทั่วไปแล้ว ความต้านทานของฉนวนจะไม่ลดลงเมื่อแช่อยู่ในน้ำ
(5) เนื่องจากเป็นวัสดุที่ไม่มีขั้ว จึงทำให้มีความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซได้สูง โดย LDPE มีความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซสูงที่สุดในบรรดาพลาสติก
(6) ความถ่วงจำเพาะต่ำ ทั้งหมดอยู่ต่ำกว่า 1 LDPE มีความโดดเด่นเป็นพิเศษที่ประมาณ 0.92 g/cm³ ในขณะที่ HDPE แม้จะมีความหนาแน่นสูงกว่า ก็มีค่าเพียงประมาณ 0.94 g/cm³ เท่านั้น
(7) คุณสมบัติการประมวลผลที่ดี: ละลายและทำให้เป็นพลาสติกได้ง่ายโดยไม่สลายตัว เย็นตัวลงเป็นรูปร่างได้ง่าย และช่วยให้ควบคุมรูปทรงและขนาดของผลิตภัณฑ์ได้อย่างแม่นยำ
(8) สายเคเบิลที่ทำจากโพลีเอทิลีนมีน้ำหนักเบา ติดตั้งง่าย และต่อสายได้ง่าย อย่างไรก็ตาม โพลีเอทิลีนก็มีข้อเสียหลายประการ ได้แก่ อุณหภูมิอ่อนตัวต่ำ ความไวไฟ มีกลิ่นคล้ายพาราฟินเมื่อถูกเผา ความต้านทานการแตกร้าวจากแรงเค้นและการไหลตัวจากสภาพแวดล้อมต่ำ ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อใช้โพลีเอทิลีนเป็นฉนวนหรือปลอกหุ้มสายเคเบิลใต้น้ำหรือสายเคเบิลที่ติดตั้งในแนวดิ่งชัน
พลาสติกโพลีเอทิลีนสำหรับสายไฟและสายเคเบิล
(1) พลาสติกโพลีเอทิลีนฉนวนเอนกประสงค์
ประกอบด้วยเรซินโพลีเอทิลีนและสารต้านอนุมูลอิสระเท่านั้น
(2) พลาสติกโพลีเอทิลีนที่ทนต่อสภาพอากาศ
ประกอบด้วยเรซินโพลีเอทิลีน สารต้านอนุมูลอิสระ และคาร์บอนแบล็กเป็นหลัก ความทนทานต่อสภาพอากาศขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาค ปริมาณ และการกระจายตัวของคาร์บอนแบล็ก
(3) พลาสติกโพลีเอทิลีนที่ทนต่อการแตกร้าวจากความเครียดต่อสิ่งแวดล้อม
ใช้โพลีเอทิลีนที่มีดัชนีการไหลหลอมเหลวต่ำกว่า 0.3 และมีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแคบ โพลีเอทิลีนยังสามารถเชื่อมขวางได้โดยการฉายรังสีหรือวิธีทางเคมี
(4) พลาสติกโพลีเอทิลีนฉนวนไฟฟ้าแรงสูง
ฉนวนสายเคเบิลแรงดันสูงต้องใช้พลาสติกโพลีเอทิลีนบริสุทธิ์พิเศษ เสริมด้วยตัวปรับแรงดันไฟฟ้าและเครื่องอัดรีดเฉพาะทางเพื่อป้องกันการเกิดช่องว่าง ยับยั้งการคายประจุเรซิน และปรับปรุงความต้านทานอาร์ก ความต้านทานการกัดเซาะทางไฟฟ้า และความต้านทานโคโรนา
(5) พลาสติกโพลีเอทิลีนกึ่งตัวนำ
ผลิตโดยการเติมคาร์บอนแบล็กที่มีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าลงในโพลีเอทิลีน โดยทั่วไปจะใช้คาร์บอนแบล็กที่มีอนุภาคละเอียดและมีโครงสร้างสูง
(6) สารประกอบสายเคเบิลโพลีโอเลฟินเทอร์โมพลาสติกควันต่ำฮาโลเจนเป็นศูนย์ (LSZH)
สารประกอบนี้ใช้เรซินโพลีเอทิลีนเป็นวัสดุพื้นฐาน โดยผสมสารหน่วงไฟปลอดฮาโลเจนประสิทธิภาพสูง สารระงับควัน สารคงสภาพความร้อน สารป้องกันเชื้อรา และสารแต่งสี จากนั้นผ่านกระบวนการผสม การทำให้เป็นพลาสติก และการอัดเม็ด
โพลีเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE)
ภายใต้อิทธิพลของรังสีพลังงานสูงหรือสารเชื่อมขวาง โครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้นของพอลิเอทิลีนจะเปลี่ยนเป็นโครงสร้างสามมิติ (เครือข่าย) เปลี่ยนวัสดุเทอร์โมพลาสติกให้เป็นเทอร์โมเซ็ต เมื่อใช้เป็นฉนวนเอ็กแอลพีอีสามารถทนต่ออุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องได้สูงถึง 90°C และอุณหภูมิลัดวงจร 170–250°C วิธีการเชื่อมขวางประกอบด้วยการเชื่อมขวางทางกายภาพและทางเคมี การเชื่อมขวางด้วยการฉายรังสีเป็นวิธีการทางกายภาพ ในขณะที่สารเชื่อมขวางทางเคมีที่นิยมใช้มากที่สุดคือ DCP (ไดคูมิลเพอร์ออกไซด์)
เวลาโพสต์: 10 เม.ย. 2568