W branży elektrycznej jedną z najważniejszych rzeczy w przypadku przewodów i kabli elektrycznych są materiały izolacyjne i osłonowe.Przez wiele lat dominującym materiałem izolacyjnym kabli elektroenergetycznych był papier impregnowany olejem ze względu na jego doskonałe właściwości elektryczne.Ma również zdolność wytrzymywania wysokiego stopnia przeciążenia termicznego bez nadmiernego niszczenia.Jednakże, ze względu na swoją higroskopijną naturę, metalowa osłona ulega korozji pod wpływem wilgoci.Dlatego od dawna istniało zapotrzebowanie na materiał izolacyjny do kabli zasilających, który miałby połączenie niehigroskopijnego charakteru materiałów termoplastycznych.
Ciągłe badania nad takim wymarzonym materiałem ostatecznie zaowocowały odkryciem usieciowanego polietylenu.Sieciowanie polimerów oznacza modyfikację właściwości polimerów poprzez indukcję połączeń chemicznych pomiędzy poszczególnymi makrocząsteczkami.Sieciując polimery, takie jak polietylen, tworzy się trójwymiarowa sieć wiązań pomiędzy łańcuchami polimeru, co zwiększa masę cząsteczkową.Jest to analogiczne do mechanizmu „wulkanizacji gumy”.
Konwencjonalny proces „wulkanizacji” obejmuje ogrzewanie i dodanie siarki lub innych substancji chemicznych w celu utworzenia wiązań poprzecznych pomiędzy charakterystycznymi długimi łańcuchami cząsteczek elastomeru.Proces ten rozpoczął się dawno temu i nadal jest stosowany.Właściwości polimeru zależą od ilości użytej siarki.Im więcej użytej siarki, tym twardszy jest produkt, który wytrzymuje wyższe temperatury, ciśnienia i wyzwania mechaniczne dla swojej integralności.Jednak wulkanizacja siarką ma poważne wady w odniesieniu do zdrowia ludzkiego i środowiska, a także ma pewne wady ekonomiczne.Ponadto do rozpoczęcia reakcji chemicznej potrzebna jest wysoka temperatura, wydzielają się odorne i toksyczne gazy oraz powstają liczne niepożądane pozostałości chemiczne, które należy usunąć z produktu końcowego.
„Sieciowanie radiacyjne” jest dobrze sprawdzoną metodą, która pozwala ominąć wszystkie negatywne skutki procesu wulkanizacji.Jest to metoda wykorzystująca temperaturę pokojową, która sama w sobie ma istotną zaletę kosztową.Można to łatwo kontrolować, a pożądane właściwości polimeru można uzyskać po prostu zmieniając dawkę (czas napromieniania).Transformowane materiały w niczym nie ustępują tym, które powstają w wyniku wulkanizacji siarką.
Podstawowym celem sieciowania jest poprawa rezystywności cieplnej.Ogólnie rzecz biorąc, maksymalna dopuszczalna temperatura w zwarciu wynosi 140⬚C, a kabel z nieusieciowanego polietylenu może zostać podniesiony do 250⬚C w procesie sieciowania radiacyjnego.Drugim najczęstszym celem jest efekt pamięci, taki jak wyświetlany przez rurkę termokurczliwą.Jest to niezwykła i cenna właściwość napromieniowanego polietylenu, która utrzymuje się w polimerze przez czas nieokreślony, niezależnie od czasu i późniejszej liczby odkształceń.Tak więc, jeśli polietylen zostanie napromieniowany w postaci częściowo krystalicznej (tj. poniżej jego temperatury topnienia), a następnie podgrzany w celu usunięcia kryształów, może ulec znacznemu odkształceniu (np. przez rozciąganie), a następnie ponownie schłodzony do postaci kryształów, aby odtworzyć swój nowy kształt.Jeśli materiał zostanie ponownie podgrzany powyżej temperatury topnienia, kryształy te znikają, a gumopodobny polietylen będzie miał tendencję do powrotu do kształtu, jaki utrzymywał podczas napromieniania, prawdopodobnie kilka miesięcy lub lat wcześniej.Węże termokurczliwe produkowane są poprzez wytłaczanie specjalnie opracowanego polimeru w rurkę, a następnie sieciowanie tej rurki.Po usieciowaniu rurkę ogrzewa się, rozpręża i schładza w postaci spienionej.Ta rozszerzona rura po ponownym podgrzaniu skurczy się z powrotem do swojego pierwotnego kształtu, co wynika z efektu pamięci sieciowania.Ponieważ cząsteczki polimeru są ze sobą powiązane chemicznie i nie mogą już poruszać się w sposób przypadkowy, poprawione zostają różne właściwości, takie jak odporność na ciepło, odporność na ścieranie, stabilność wymiarowa, przyczepność itp.Zatem sieciowanie może nadać polimerowi pożądane właściwości, tj. wytrzymałość, elastyczność, odporność na uderzenia, odporność chemiczną itp. Napromieniowany polietylen jest bardzo szeroko stosowany w foliach termokurczliwych do pakowania, hermetyzacji i do połączeń elektrycznych, które można łatwo obkurczać termicznie na innych elementach .Aby zapewnić elastyczność, instalacja usieciowanego przewodu/kabla jest łatwiejsza i pozbawiona ograniczeń wysokości.Co więcej, do konserwacji nie jest wymagana metalowa osłona.Ponadto właściwości rozciągające są pośrednie między tworzywem termoplastycznym a aelastomerem.
Czas publikacji: 18 lutego 2017 r