Zesíťovaný polyethylen

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 16. března 2021; kontroly vyžadují 5 úprav .

Síťovaný polyethylen (PE-X nebo XLPE, PE-S)  je ethylenový polymer se zesíťovanými molekulami (PE - PolyEthylene , X - Cross-linked).

Po expandování má zesíťovaná molekulární struktura zesíťovaného polyethylenu vysokou pevnost a hustotu, nízkou tepelnou vodivost, nízkou absorpci vlhkosti, vysokou chemickou odolnost a dobrou absorpci kročejového zvuku. Zesítěná polyetylenová pěna se vyznačuje složitou výrobní technologií, ekologickou bezpečností. Molekuly jsou zesíťovány působením chemikálií zavedených do polymeru nebo ozářením elektronovým paprskem, proto se rozlišují chemicky a fyzikálně (zářením) zesíťovaný polyethylen .

Při zesíťování v molekulárních řetězcích obsahujících atomy uhlíku a vodíku dochází vlivem určitých faktorů (zvýšená teplota, kyslík , vysokoenergetické elektronové ozáření) k odlučování jednotlivých atomů vodíku. Vzniklá volná vazba slouží ke spojení jednotlivých řetězců mezi sebou.

Technologie výroby

Chemické síťování
  1. Míchání a homogenizace složek, z nichž hlavní jsou nízkohustotní polyethylen (LDPE). Kompozice také zahrnuje pěnidlo, pěnící katalyzátory, stabilizátory a další přísady.
  2. Zahřívání matrice, v důsledku čehož dochází k zesítění se současným napěněním materiálu.

Chemicky zesíťovaná polyetylenová pěna je elastická, má jemně porézní strukturu (velikost pórů <1 mm). Pór je uzavřený (na rozdíl od pěnové pryže) povrch s výraznou drsností.

fyzického síťování
  1. Míchání a homogenizace složek, z nichž hlavní jsou nízkohustotní polyethylen (LDPE). Kompozice také zahrnuje pěnidlo, pěnící katalyzátory, stabilizátory a další přísady;
  2. Ozařování extrudovaného plechu rychlými elektrony, které jsou generovány urychlovačem obsahujícím emitor elektronů a systém pro jejich urychlení na požadované energetické hladiny;
  3. Napěnění ozářeného extrudovaného plechu ve speciální napěňovací peci obsahující řadu funkčních zón a několik typů zdrojů ohřevu - získání fyzikálně zesíťované polyetylenové pěny.

Fyzikálně zesíťovaná polyetylenová pěna je elastická a má mikroporézní strukturu. Čas je uzavřen. Povrch je hladký.

Technologie výroby PE-X trubek
  1. Peroxid (zahřívání za přítomnosti peroxidů), čímž vzniká materiál s označením PEX-A. Trubky PEX-A mají ze všech druhů nejlepší nosné vlastnosti. Síťování peroxidem umožňuje vázat až 90 % makromolekul . Při odvíjení bobku se rychle narovnají a dobře drží tvar. Na ohybech (v mezích přípustných norem a souladu s technologií) se nelámou;
  2. Silan (úprava vlhkostí, do které byl dříve implantován silan + katalyzátor ), čímž vzniká materiál s označením PEX-B. Zesítění se silanem poskytuje asi 80% navázání molekul původního polymeru. Výrobní proces probíhá ve dvou fázích. V prvním stupni se polymer nasytí silanem, ve druhém se nasytí další vodou (hydratuje). Trubky nejsou v pevnosti horší než ty peroxidové, ale jsou méně elastické a hůře obnovují svůj původní tvar;
  3. Elektronické (ozařování elektronovým paprskem), které produkuje materiál PEX-C. Zde se používá vysokoenergetické ozařování elektronovým paprskem průmyslového urychlovače pro síťování polymerů, výtěžnost síťování v hotovém materiálu je asi 60 % z celkového počtu možných. Výstupní charakteristiky materiálu závisí na prostorové orientaci při výrobě. Trubky nejsou příliš pružné, náchylné k záhybům. Záhyby lze odstranit pouze pomocí spojky;
  4. Dusík, ve kterém se získává materiál s označením PEX-D. Užitný výtěžek je zde asi 70 %, což je více než u PEX-C. Tato technologie je však v praxi nejobtížnější a výrobci ji postupně odmítají používat.

Výhody síťování

Díky zesíťování molekul polyetylenové pěny se zlepšují následující parametry:

Index sešívané

polyethylen

LDPE

(LDPE)

Polyetylenová pěna Polyetylenová pěna

nešité

Podíl šití. % 60-90 <3 není definováno 1 není definováno 1
Hustota, kg/ m3 940-960 900-930 25-200 17-40
Teplota měknutí, °С 130-140 100 žádná data 100
Maximální provozní teplota, °С 90-95 - 95 85
Prodloužení po přetržení, % 350-500 100-800 100-160 100-200
Napětí v tahu, MPa

Podélný

Příčný

20-25


7-17 >0,25

>0,2

~0,36

~0,17

Součinitel tepelné vodivosti ʎ 25 , W/mK 0,35-0,4 0,20-0,36 0,039-0,05 0,039-0,045
Modul ohybu, MPa 600-900 118-225 - -
Dynamický modul pružnosti, MPa - - 0,14-1,80 0,12-0,93
Relativní komprese, zatížení 2000 kPa - - 0,01-0,1 0,02-0,1
Zbytková deformace, %

(po 25 % lineární deformace)

- - <7 3-6
Životnost 2 roky 3-50 - padesáti padesáti

Poznámky:

  1. Standardizovaná metodika GOST R 57748-2017 není vhodná pro stanovení podílu zesítění pěnových materiálů.
  2. Životnost trubek je normalizována podle GOST R 57748-2017. Životnost se značně zkracuje při vysokých teplotách chladicí kapaliny, takže při teplotách do 70 °C je životnost potrubí 25 a více let. Při teplotě 95 °C se životnost zkracuje na 2-3 roky. Životnost polyetylenových pěn je stanovena podle GOST ISO 188-2003. Tato technika poskytuje irelevantní výsledky pro polymerní materiály, jejichž životnost se liší od životnosti při skladování.

Aplikace pro pěnu ze zesítěného polyetylénu

Aplikace pro síťovaný polyethylen

Zesíťovaný polyethylen má jedinečnou pevnost a odolnost vůči různým destruktivním jevům, s výjimkou vysokých teplot.

Literatura

Odkazy