Polietilen (PE) o'zaro bog'lash texnologiyasi uning moddiy xususiyatlarini yaxshilashning muhim vositalaridan biridir. O'zaro bog'langan o'zgartirilgan pe o'zining xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin, bu nafaqat mexanik xususiyatlar, atrof-muhitning stressga chidamliligi, kimyoviy korroziyaga chidamliligi, siljish qarshiligi va elektr xususiyatlari kabi PEning keng qamrovli xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilaydi, balki harorat qarshiligini sezilarli darajada yaxshilaydi. darajasi, bu PE ning issiqlikka chidamlilik haroratini 70 darajadan 100 darajadan ortiq darajaga oshirishi mumkin va shu bilan PEni qo'llash sohasini sezilarli darajada kengaytiradi.
O'zaro bog'langan polietilen izolyatsiyasi yuqori energiyali nurlar (nurlar, nurlar, elektron nurlar va boshqalar kabi) yoki o'zaro bog'lovchi moddalar ta'sirida polietilen bo'lib, makromolekulalar orasidagi o'zaro bog'lanish uning issiqlikka chidamliligini va boshqa xususiyatlarini yaxshilashi mumkin. Izolyatsiya sifatida o'zaro bog'langan polietilendan foydalangan holda kabelning uzoq muddatli ish harorati 90 darajaga ko'tarilishi mumkin va bardosh bera oladigan oniy qisqa tutashuv harorati 170-250 darajaga yetishi mumkin.
Qisqacha kirish
Polietilen (PE) beshta umumiy plastmassalardan biri bo'lib, uni ishlab chiqarish va iste'mol qilish sanoat va qishloq xo'jaligida turli xil sintetik qatronlar orasida birinchi o'rinda turadi va kundalik hayotda keng qo'llaniladi. Biroq, polietilenning yuqori haroratga chidamliligi yomon. Mexanik xususiyatlar va kimyoviy qarshilik ba'zan haqiqiy foydalanish talablariga javob bermaydi. Shu sababli, polietilenning modifikatsiyasi har doim polietilen mahsulotlarini ishlab chiqish va qo'llashning kaliti bo'lib kelgan va polietilenni o'zaro bog'lash texnologiyasi uning moddiy xususiyatlarini yaxshilashning muhim texnologiyasidir. O'zaro bog'langan modifikatsiyalangan polietilen o'z xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin, bu nafaqat polietilenning mexanik xususiyatlari, atrof-muhitning stressga chidamliligi, kimyoviy korroziyaga chidamliligi, siljish qarshiligi va elektr xususiyatlari kabi keng qamrovli xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilaydi. Bundan tashqari, haroratga chidamlilik darajasi sezilarli darajada yaxshilanadi va polietilenning issiqlikka chidamlilik harorati 70 darajadan 100 darajadan oshib ketishi mumkin. Natijada, polietilendan foydalanish doirasi ancha kengaydi.
Hozirgi vaqtda o'zaro bog'langan polietilen (XLPE) quvurlar, plyonkalar, kabel materiallari va ko'pikli mahsulotlarda keng qo'llaniladi.
Ishlash va foyda
Polietilenning molekulalari chiziqli molekulyar zanjirlardan iborat. Harorat ko'tarilganda, chiziqli molekulyar zanjirlar orasidagi bog'lanish kuchi (van der Waals kuchi) zaiflashadi, shuning uchun butun molekulyar material deformatsiyalanadi, shuning uchun polietilenning harorat qarshiligi yomon bo'ladi. O'zaro bog'langan polietilen (XLPE) Molekulalar o'rtasida kimyoviy zanjirli ko'prik o'rnatiladi, shuning uchun molekulalarni almashtirib bo'lmaydi, bu esa polietilenning etishmasligini bartaraf etadi. O'zaro bog'langan polietilen va oddiy polietilenning ishlashini taqqoslash 1-jadvalda ko'rsatilgan.
O'zaro bog'langan polietilen quyidagi afzalliklarga ega:
1. Issiqlik qarshiligi: To'rli uch o'lchamli tuzilishga ega XLPE mukammal issiqlikka chidamliligiga ega. U 200 darajadan pastda parchalanmaydi va karbonlashmaydi, uzoq muddatli ish harorati 90 darajaga yetishi mumkin va issiqlik muddati 40 yilga yetishi mumkin.
2. Izolyatsiya ishlashi: XLPE PE ning asl yaxshi izolyatsiyalash xususiyatlarini saqlab qoladi va izolyatsiya qarshiligi yanada oshiriladi. Uning dielektrik yo'qotish tangensi juda kichik va haroratdan unchalik ta'sirlanmaydi.
3. Mexanik xususiyatlar: Makromolekulalar o'rtasida yangi kimyoviy aloqalar o'rnatilishi tufayli XLPE ning qattiqligi, qattiqligi, aşınma qarshiligi va zarba qarshiligi yaxshilanadi, shu bilan PEning atrof-muhit ta'siriga va yorilishga moyil bo'lgan kamchiliklarini to'ldiradi.
4. Kimyoviy qarshilik: XLPE kuchli kislota va gidroksidi qarshilik va yog 'qarshiligiga ega va uning yonish mahsulotlari asosan suv va karbonat angidrid bo'lib, atrof-muhitga kamroq zararli va zamonaviy yong'in xavfsizligi talablariga javob beradi.
O'zaro bog'lanish printsipi
Polietilen ([CH2-CH2]n, n-takroriy birlik raqami) ikki uglevodorod va vodorod elementini o'z ichiga olgan polimer birikmasi bo'lib, chiziqli yoki tarmoqlangan molekulyar tuzilishga ega makromolekulyar zanjirlar, xona haroratida qattiq shaklga ega, kristall faza va amorf fazaning birgalikda mavjudligi polietilenning qattiq shaklida shakllanadi. Polietilenning nisbiy molekulyar og'irligi 6,30 va orasida<>,<>.
Polietilen mukammal elektr izolyatsiyasi xususiyatlariga ega, ammo uning zaif issiqlikka chidamliligi kabel izolyatsiyasi uchun xom ashyolardan foydalanishga ta'sir qiladi. Amorf hududdagi zaif molekulalararo o'zaro ta'sir tufayli, ko'pchilik polietilenning erish harorati taxminan 140 darajani tashkil qiladi va polietilenning erish nuqtasiga yaqinlashganda uning mexanik kuchi sezilarli darajada kamayadi va yorilish qarshiligi ham yomonlashadi.
Chiziqli makromolekulyar zanjirlar kimyoviy yoki fizik jihatdan qayta ishlansa, o'zaro bog'langan bog'lar shaklida qo'shilish jarayoni o'zaro bog'lanish yoki "vulkanizatsiya" deb ataladi. O'zaro bog'langan polietilen to'r turi va tanasi tuzilishi xususiyatlariga ega va uning issiqlikka chidamliligi o'zaro bog'lanishning ortishi bilan kuchayadi va nisbiy termal cho'zilish mos ravishda kamayadi. Mexanik xususiyatlar va issiqlikka chidamliligi sezilarli darajada yaxshilanganligi sababli, u keng tarqalgan bo'lib foydalaniladigan elektr kabeli izolyatsiyalash materialiga aylandi.
O'zaro bog'langan polietilenni hosil qilish uchun o'zaro bog'langan polietilenni o'zaro bog'lash usuli ikki toifaga bo'linadi: kimyoviy usul va fizik usul va sanoatda amalga oshiriladigan jarayon usullari asosan quyidagi beshni o'z ichiga oladi: yuqori energiyali nurlanish o'zaro bog'lanishi, silan o'zaro bog'lanishi, peroksid o'zaro bog'lanishi. , ultrabinafsha o'zaro bog'lanish va tuzning o'zaro bog'lanishi. Ular orasida peroksidni o'zaro bog'lash usuli (kimyoviy o'zaro bog'lanish deb ham ataladi) o'rta va yuqori kuchlanishli kabellarni ishlab chiqarish uchun mos keladigan o'zaro bog'lanish usuli bo'lib, uning printsipi peroksidning yuqori haroratda parchalanishi natijasida yuzaga keladigan bir qator erkin radikal reaktsiyalardir. , va keyin PE o'zaro bog'langan. Peroksidlar issiqlik ta'sirida parchalanib, erkin radikallar hosil qiladi va o'zaro bog'lanish reaktsiyasi quyidagicha:
O'zaro bog'lanish usuli
Polietilenni o'zaro bog'lashning ikki turi mavjud: jismoniy o'zaro bog'lanish (radiatsiyaviy o'zaro bog'lanish) va kimyoviy o'zaro bog'lash. Kimyoviy o'zaro bog'lanish silan o'zaro bog'lanishi va peroksid o'zaro bog'lanishiga bo'linadi.
Jismoniy o'zaro bog'liqlik
Radiatsion o'zaro bog'lanish: polietilen mahsulotlar, masalan, polietilen qoplamalar, plyonkalar, yupqa devorli quvurlar va simga qoplangan boshqa mahsulotlar - nurlar va yuqori energiyali nurlar bilan o'zaro bog'langan (polietilen makromolekulalari erkin radikallarni hosil qiladi va CC o'zaro bog'langan zanjirlarni hosil qiladi) . O'zaro bog'lanish darajasiga nurlanish dozasi va harorati ta'sir qiladi va nurlanish dozasining oshishi bilan o'zaro bog'lanish nuqtasi ortadi, shuning uchun radiatsiya sharoitlarini nazorat qilish orqali ma'lum darajada o'zaro bog'langan o'zaro bog'langan polietilen mahsulotlarini olish mumkin.
Radiatsion o'zaro bog'lash usuli bilan ishlab chiqarilgan o'zaro bog'langan polietilen quyidagi afzalliklarga ega: o'zaro bog'lanish va ekstruziya alohida amalga oshiriladi, mahsulot sifatini nazorat qilish oson, ishlab chiqarish samaradorligi yuqori va hurda tezligi past; O'zaro bog'lanish jarayonida qo'shimcha erkin radikal tashabbuskorlari (masalan, peroksidlar va boshqalar) talab qilinmaydi, bu materialning tozaligini saqlaydi va materialning elektr xususiyatlarini yaxshilaydi; Bu, ayniqsa, kimyoviy o'zaro bog'lash orqali ishlab chiqarish qiyin bo'lgan kichik qismli, yupqa devorli izolyatsiyalangan kabellar uchun javob beradi. Shu bilan birga, radiatsiya o'zaro bog'lanishining ba'zi kamchiliklari ham mavjud, masalan, qalin materiallarni o'zaro bog'lashda elektron nurning tezlashtiruvchi kuchlanishini oshirish zarurati; Simlar va kabellar kabi dumaloq narsalarni o'zaro bog'lash uchun nurlanishni bir xil qilish uchun ularni aylantirish yoki bir nechta elektron nurlardan foydalanish kerak; Bir martalik investitsiya xarajatlari katta; Foydalanish va texnik xizmat ko'rsatish texnologiyasi murakkab va foydalanishdagi xavfsizlikni muhofaza qilish muammolari ham nisbatan qattiq.
Kimyoviy o'zaro bog'lanish
Kimyoviy o'zaro bog'lanish - polimerlarni o'zaro bog'lash uchun kimyoviy o'zaro bog'lash vositalaridan foydalanish, chiziqli tuzilishdan tarmoq tuzilishiga o'tish.
O'zaro bog'lovchi vositani tanlash polimerning xilma-xilligiga, qayta ishlash texnologiyasiga va mahsulotning ishlashiga bog'liq bo'lishi kerak, ideal o'zaro bog'liqlik agenti ba'zi maxsus talablarga javob berishdan tashqari, quyidagi asosiy talablarga ham ega bo'lishi kerak: yuqori o'zaro bog'lanish tezligi, barqaror o'zaro bog'liqlik tuzilishi; katta ishlov berish xavfsizligi, ishlatish uchun qulay, qatron qo'shgandan keyin o'rtacha amal qilish muddati, erta yoki juda kech o'zaro bog'liqlik kamchiliklari yo'q; mahsulotni qayta ishlash va foydalanish ko'rsatkichlariga ta'sir qilmaydi; toksik bo'lmagan, ifloslantiruvchi, terini va ko'zni bezovta qilmaydi.
Kimyoviy o'zaro bog'lanishda peroksid o'zaro bog'lanishi, silan o'zaro bog'lanishi va azo o'zaro bog'lanishi mavjud:
(1) Peroksidni o'zaro bog'lash va o'zaro bog'lash agenti Peroksidni o'zaro bog'lash, odatda organik peroksidni o'zaro bog'lovchi vosita sifatida ishlatib, issiqlik ta'sirida faol erkin radikallarni hosil qilish uchun parchalanadi, bu polimer uglerod zanjirida faol nuqtalarni hosil qiladi va uglerod-uglerod o'zaro bog'lanishini hosil qiladi. tarmoq tuzilishi. Ushbu texnologiya yuqori bosimli ekstruziya uskunasini talab qiladi, shunda o'zaro bog'lanish reaktsiyasi barrelda amalga oshiriladi, so'ngra mahsulot tez isitish usuli yordamida isitiladi, natijada o'zaro bog'langan mahsulot hosil bo'ladi. Shuning uchun polietilen quvurlarni ishlab chiqarish uchun peroksidni o'zaro bog'lash usulidan foydalanishni nazorat qilish oson emas, mahsulot sifati beqaror va uzluksiz ishlash qiyinroq.
(2) Azo o'zaro bog'lanish
Usul azo birikmasini PE ga aralashtirish va azo birikma parchalanishidan pastroq haroratda siqib chiqarishdir va ekstruziya yuqori haroratli tuzli hammom bilan parchalanadi va azo birikmasi polietilenning o'zaro bog'lanishini boshlaydigan erkin radikallarni hosil qilish uchun parchalanadi. Odatda past erish haroratiga ega bo'lgan sarv saqichlari uchun ishlatiladi va plastmassalar uchun bir nechta amaliy dasturlarga ega.
(3) Silanni o'zaro bog'lash va o'zaro bog'lash agenti
Yigirmanchi asrning oltmishinchi yillarida silan o'zaro bog'lash texnologiyasi muvaffaqiyatli ishlab chiqilgan. Texnologiya silan-payvandlangan polimerlarni hosil qilish uchun tashabbuskorlar ta'sirida eritilgan polimerlar bilan reaksiyaga kirishish uchun qo'sh bog'langan vinil silanlardan foydalanadi, ular silanol kondensatsiya katalizatori ishtirokida suvda gidrolizlanadi va tarmoqli oksan zanjiri o'zaro bog'langan struktura hosil qiladi. Silanni o'zaro bog'lash texnologiyasi oddiy uskuna, oson nazorat qilish jarayoni, kamroq investitsiyalar, tayyor mahsulotlarning yuqori darajadagi o'zaro bog'lanishi va yaxshi sifati tufayli o'zaro bog'langan polietilenni ishlab chiqarish va qo'llashni sezilarli darajada rag'batlantirdi. O'zaro bog'lanishda polietilen va silandan tashqari katalizatorlar, inisiatorlar, antioksidantlar va boshqalar ham qo'llaniladi.
Boshqa usullar bilan solishtirganda, silan o'zaro bog'lash orqali olingan polietilen mahsulotlari quyidagi afzalliklarga ega:
(1) Uskunaga kamroq investitsiyalar, yuqori ishlab chiqarish samaradorligi va arzon narx.
(2) Jarayon juda ko'p qirrali, barcha zichlikdagi polietilen uchun mos, shuningdek, plomba bilan ko'p polietilen uchun ham mos keladi.
(3) Qalinligi bilan cheklanmagan.
(4) Peroksid miqdori kichik (faqatgina peroksid o'zaro bog'langanda atigi 10%), shuning uchun polietilen izolyatsiya qatlamida kamroq mikroporlar hosil bo'ladi, bu polietilenning yuqori izolyatsiyasini saqlab qolish uchun qulaydir.
Asosiy ilovalar
O'zining ajoyib xususiyatlari tufayli o'zaro bog'langan polietilen yuqori voltli, yuqori chastotali, issiqlikka chidamli izolyatsiya materiallari va raketalar, raketalar, motorlar, transformatorlar va boshqalar uchun zarur bo'lgan sim va kabel qoplamalari sifatida ishlatiladi.Issiqlik bilan qisqaradigan quvurlar ishlab chiqarish, issiqlikka chidamli plyonkalar, har xil issiqlikka chidamli quvurlar, ko'pikli plastmassalar, korroziyaga chidamli kimyoviy uskunalar astarlari, butlovchi qismlar va konteynerlar, olovga chidamli qurilish materiallari ishlab chiqarish va boshqalar. Hozirgi vaqtda eng katta foydalanish sohalari asosan sim va kabel, quvur, va ko'pik.
1. O'zaro bog'langan polietilen kabel materiali
Izolyatsiya sifatida o'zaro bog'langan polietilenli kabelning issiqlikka chidamliligi polivinilxloriddan yuqori, u uzoq vaqt davomida 90 darajada ishlatilishi mumkin va qisqa tutashuvdagi issiqlikka chidamlilik harorati 250 darajaga yetishi mumkin; Izolyatsiya qarshiligi yuqori, dielektrik yo'qotish tangensi kichik va u asosan harorat o'zgarishi bilan o'zgarmaydi; Bu yaxshi aşınma qarshilik va atrof-muhit stress yorilish bor. O'zaro bog'langan polietilen kabellar tomonidan yoqilgandan so'ng, karbonat angidrid va suv ishlab chiqariladi, PVX kabellari esa yonish paytida vodorod xlorid zararli gazlarni hosil qiladi; Bundan tashqari, o'zaro bog'langan polietilenning zichligi PVXdan taxminan 40% kichikroq, bu esa havo liniyalarining sifatini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.
2. O'zaro bog'langan polietilen quvur
O'zaro bog'langan polietilendan ishlab chiqarilgan quvur yuqori siljish kuchi, korroziyaga chidamlilik, engil va yaxshi issiqlikka chidamlilik afzalliklariga ega. O'zaro bog'langan polietilendan foydalangan holda alyuminiy-plastmassa kompozit trubkasi kuchli havo o'tkazmasligi va yuqori portlash kuchlanishiga chidamliligiga ega. Antistatik va himoya qiluvchi ta'sirga ega.
PVX quvur va oddiy polietilen quvurlar bilan solishtirganda, o'zaro bog'langan polietilen trubkasi plastifikatorlarni o'z ichiga olmaydi, chiriyotgan va bakteriyalarni ko'paytirmaydi; Zararli tarkibiy qismlarni o'z ichiga olmaydi, FDA standartlariga javob beradi va ichimlik suvi quvurlarida foydalanish mumkin; Yaxshi issiqlikka chidamlilik, oddiy polivinilxlorid va polietilen quvur issiqlikka chidamliligi 60-75 daraja, o'zaro bog'langan polietilen quvur esa 90 daraja, maksimal lahzali harorat 185 darajaga yetishi mumkin, -75 daraja past haroratga bardosh bera oladi; Keng ish harorati diapazoni, -75-95 darajali sharoitlarda uzoq vaqt davomida ishlatilishi mumkin va xizmat muddati 50 yilgacha. Yuqori o'zaro bog'liqlik, yuqori zichlik, yaxshi bosim qarshiligi; Kimyoviy korroziyaga chidamliligi juda yaxshi va atrof-muhit stressining yorilish qarshiligi juda yaxshi, hatto yuqori haroratlarda ham u turli xil kimyoviy moddalar va stressli materiallarni tezlashtirilgan quvur bilan tashish uchun ishlatilishi mumkin, o'zaro bog'langan polietilen quvur engil vaznga ega, faqat taxminan 1 /8 metall quvur; Yaxshi korroziyaga chidamlilik va aşınma qarshilik. Aşınma darajasi po'lat quvurning 1/4 qismidan kam, xizmat muddati esa po'lat quvurnikidan 2-6 marta; Ichki devor silliq, suyuqlik oqimining qarshiligi kichik va bir xil quvur diametrida tashish oqimi metall quvurga qaraganda kattaroq va shovqin ancha past; Transmissiya unumdorligi yaxshi va suyuqlikning o'tkazish miqdori po'lat quvurga nisbatan 30%-40% ga oshdi; Issiqlik o'tkazuvchanligi metall quvurlarga qaraganda ancha past, shuning uchun uning issiqlik izolyatsiyasi ko'rsatkichlari juda yaxshi. Isitish tizimida foydalanilganda issiqlikni saqlash talab qilinmaydi va issiqlik yo'qotilishi kichikdir; U o'zboshimchalik bilan egilishi mumkin va mo'rt va yorilib ketmaydi; Zo'r elektr izolyatsiyasi ishlashi, oson o'rnatish va metall quvurlarning yarmidan kamini o'rnatish ish yuki, past o'rnatish narxi.
O'zaro bog'langan polietilen quvurning mukammal moddiy ishlashi tufayli. To'liq toksik bo'lmagan gigiena bilan u asosan quyidagi jihatlarda qo'llaniladigan yashil quvurlarning yangi avlodi sifatida qaraldi:
(1) sovuq va issiq suv ta'minoti tizimlari va binolar uchun quvurli ichimlik suvi tizimlari;
(2) konditsionerni qurish uchun sovutilgan suv tizimi;
(3) Uy-joylarni isitish tizimi;
(4) Yerdan isitish tizimi;
(5) Maishiy suv isitish tizimining quvurlari;
(6) Oziq-ovqat sanoatida ichimliklar, alkogol, sut va boshqa suyuqliklarni tashish quvurlari;
(7) Kimyo va neft sanoati suyuqliklarni tashish quvurlari;
(8) Sovutgich tizimi va suvni tozalash tizimi quvur liniyasi.
(5) Yaxshi qarish qarshiligi va uzoq xizmat muddati.
