Pólýetýlen (PE) þvertengingartækni er ein mikilvægasta leiðin til að bæta efniseiginleika þess. Þverbundið breytt PE getur bætt eiginleika þess til muna, sem bætir ekki aðeins verulega eiginleika PE eins og vélrænni eiginleika, sprunguþol umhverfisálags, efnatæringarþol, skriðþol og rafeiginleika, heldur bætir einnig hitaþolið verulega. stig, sem getur aukið hitaþol hitastigs PE úr 70 gráður í meira en 100 gráður, og þar með víkkað notkunarsvið PE til muna.
Krosstengd pólýetýlen einangrun er pólýetýlen undir verkun háorkugeisla (eins og geisla, geisla, rafeindageisla osfrv.) eða krosstengja efna þannig að krosstenging milli stórsameinda geti bætt hitaþol þess og aðra eiginleika. Langtíma vinnuhitastig kapalsins sem notar krossbundið pólýetýlen sem einangrun er hægt að auka í 90 gráður og tafarlaus skammhlaupshitastig sem þolir getur náð 170-250 gráðum.
Stutt kynning
Pólýetýlen (PE) er eitt af fimm almennu plasti, og framleiðsla og neysla þess er í fyrsta sæti meðal ýmissa gervi plastefna, í iðnaði og landbúnaði og mikið notað í daglegu lífi. Hins vegar er háhitaþol pólýetýlens lélegt. Vélrænir eiginleikar og efnaþol uppfylla stundum ekki kröfur um raunverulega notkun. Þess vegna hefur breyting á pólýetýleni alltaf verið lykillinn að þróun og notkun pólýetýlenafurða og pólýetýlen krosstengingartækni er mikilvæg tækni til að bæta efniseiginleika þess. Krossbundið breytt pólýetýlen getur bætt eiginleika þess til muna, sem bætir ekki aðeins verulega eiginleika pólýetýlensins eins og vélrænni eiginleika, sprunguþol umhverfisálags, efnatæringarþol, skriðþol og rafeiginleika. Þar að auki er hitaþolsstigið verulega bætt og hægt er að hækka hitaþol hitastigs pólýetýlen úr 70 gráður í meira en 100 gráður. Fyrir vikið hefur notkunarsvið pólýetýlens verið víkkað til muna.
Sem stendur hefur krossbundið pólýetýlen (XLPE) verið mikið notað í rör, filmur, kapalefni og froðuvörur.
Frammistaða og ávinningur
Sameindir pólýetýlens eru samsettar úr línulegum sameindakeðjum. Þegar hitastigið eykst veikist bindikrafturinn á milli línulegu sameindakeðjanna (van der Waals krafturinn), þannig að allt sameindaefnið afmyndast, þannig að hitaþol pólýetýlensins er lélegt. Krossbundið pólýetýlen (XLPE) Efnakeðjubrú er reist á milli sameindanna þannig að ekki er hægt að færa sameindirnar til, sem sigrar skortinn á pólýetýleni. Samanburður á frammistöðu á krosstengdu pólýetýleni og venjulegu pólýetýleni er sýndur í töflu 1.
Krossbundið pólýetýlen hefur eftirfarandi kosti:
1. Hitaþol: XLPE með möskva þrívíddarbyggingu hefur framúrskarandi hitaþol. Það mun ekki brotna niður og kolsýra undir 200 gráður, langtíma vinnuhitastig getur náð 90 gráður og hitalífið getur náð 40 árum.
2. Einangrunarárangur: XLPE viðheldur upprunalegu góðum einangrunareiginleikum PE og einangrunarþolið eykst enn frekar. Rafmagnstapssnerti þess er mjög lítill og hefur ekki mikil áhrif á hitastig.
3. Vélrænir eiginleikar: Vegna stofnunar nýrra efnatengja á milli stórsameinda, er hörku, stífleiki, slitþol og höggþol XLPE bætt, þannig að bæta upp galla þess að PE er næmt fyrir umhverfisálagi og sprungum.
4. Efnaþol: XLPE hefur sterka sýru- og basaþol og olíuþol, og brennsluvörur þess eru aðallega vatn og koltvísýringur, sem er minna skaðlegt umhverfinu og uppfyllir kröfur nútíma eldvarna.
Crosslinking meginreglan
Pólýetýlen ([CH2-CH2]n, n-endurtekið einingatal) er fjölliða efnasamband sem inniheldur tvö frumefni kolvetnis og vetnis, með línulega eða greinótta sameindabyggingu stórsameindakeðjur, fast form við stofuhita og kristalfasa og formlaus fasa samlífa form í föstu formi af pólýetýleni. Hlutfallslegur mólþungi pólýetýlens er á milli 6,30 og<>,<>.
Pólýetýlen hefur framúrskarandi rafmagns einangrunareiginleika, en léleg hitaþol þess hefur áhrif á notkun þess á hráefni til einangrunar kapal. Vegna veikrar millisameinda víxlverkunar á formlausa svæðinu er bræðsluhitastig flestra pólýetýlen um 140 gráður og vélrænni styrkur þess minnkar verulega þegar nálgast bræðslumark pólýetýlensins og sprunguþolið versnar einnig.
Þegar línulegar stórsameindakeðjur eru efnafræðilega eða eðlisfræðilega unnar er ferlið við að sameinast í formi krossbundinna tengja kallað þvertenging eða „vúlkun“. Krossbundið pólýetýlen hefur eiginleika möskvagerðar og líkamsbyggingar og hitaþol þess eykst með aukinni þvertengingu og hlutfallsleg varmalenging minnkar í samræmi við það. Vegna umtalsverðrar endurbóta á vélrænni eiginleikum og hitaþol hefur það orðið mikið notað einangrunarefni fyrir rafmagnssnúrur.
Aðferðin við að krossbinda pólýetýlen með þvertengingu til að mynda krosstengd pólýetýlen er skipt í tvo flokka: efnafræðilega aðferð og eðlisfræðilega aðferð, og vinnsluaðferðirnar sem framleiddar eru í iðnaðinum innihalda aðallega eftirfarandi fimm: háorkugeislunarþvertengingu, sílan krosstengingu, peroxíð krosstengingu , útfjólublá þvertenging og saltkrosstenging. Meðal þeirra er peroxíð þvertengingaraðferðin (einnig þekkt sem efnafræðileg þvertenging) þvertengingaraðferð sem hentar til framleiðslu á miðlungs- og háspennu kapla, og meginregla hennar er röð af sindurefnahvörfum sem koma af stað við háhita niðurbrot peroxíðs. , og þá er PE krosstengdur. Peroxíð eru niðurbrotin með hita til að mynda sindurefna og ferlið við þvertengingarhvarfið er sem hér segir:
Krosstengingaraðferð
Það eru tvær tegundir af þvertengingaraðferðum fyrir pólýetýlen: eðlisfræðilega þvertengingu (geislunarþvertenging) og efnafræðileg þvertenging. Efnafræðileg víxltenging skiptist í sílan víxlun og peroxíð víxlun.
Líkamleg þvertenging
Þvertenging geislunar: pólýetýlenvörur, svo sem pólýetýlenhlífar, filmur, þunnveggaðar rör og aðrar vörur sem eru húðaðar á vírnum, eru krosstengdar með -geislum og háorkugeislum (sem veldur því að pólýetýlen stórsameindir mynda sindurefna og mynda CC krosstengdar keðjur) . Þvertengingarstigið hefur áhrif á geislunarskammtinn og hitastigið og þvertengingarpunkturinn eykst með aukningu á geislaskammtinum, þannig að með því að stjórna geislaskilyrðum er hægt að fá krosstengdar pólýetýlenvörur með ákveðinni víxltengingu.
Krossbundið pólýetýlen framleitt með geislunarvíxltengingaraðferð hefur eftirfarandi kosti: þvertenging og útpressun eru framkvæmd sérstaklega, vörugæði er auðvelt að stjórna, framleiðsluhagkvæmni er mikil og ruslhraði er lágt; Engir viðbótar sindurefna frumkvöðlar (eins og peroxíð osfrv.) Eru nauðsynlegir meðan á þvertengingarferlinu stendur, sem viðheldur hreinleika efnisins og bætir rafeiginleika efnisins; Það er sérstaklega hentugur fyrir þunnvegga einangraðar snúrur með litlum hluta sem erfitt er að framleiða með efnafræðilegri þvertengingu. Hins vegar hefur geislunarþvertenging einnig nokkra ókosti, svo sem þörfina á að auka hröðunarspennu rafeindageislans við þvertengingu þykkra efna; Fyrir krosstengingu á kringlóttum hlutum eins og vírum og snúrum er nauðsynlegt að snúa þeim eða nota nokkra rafeindageisla til að gera geislunina einsleita; Einskiptisfjárfestingarkostnaður er töluverður; Rekstrar- og viðhaldstæknin er flókin og öryggisvandamálin í rekstri eru einnig tiltölulega erfið.
Efnafræðileg krosstenging
Efnafræðileg þvertenging er notkun efnafræðilegra þvertengingarefna til að krosstengja fjölliður, breytast úr línulegri uppbyggingu í netbyggingu.
Val á þvertengingarefni ætti að ráðast af fjölliða fjölbreytni, vinnslutækni og frammistöðu vörunnar, hið fullkomna þvertengingarefni, auk þess að uppfylla sérstakar kröfur, ætti einnig að hafa eftirfarandi grunnkröfur: hátt þvertengingarhraði, stöðugt þvertengingaruppbygging; mikið vinnsluöryggi, auðvelt í notkun, miðlungs gildistími eftir að plastefni hefur verið bætt við, engin ótímabær eða of sein þvertenging galli; hefur ekki áhrif á frammistöðu vinnslu og notkunarframmistöðu vörunnar; óeitrað, ekki mengandi, ertir ekki húð og augu.
Við efnafræðilega krosstengingu eru peroxíð krosstengingar, sílan krosstengingar og azo krosstengingar:
(1) Peroxíð víxltengingar- og víxltengingarefni Peroxíð víxltenging, sem venjulega notar lífrænt peroxíð sem víxlefni, undir áhrifum hita, brotnar niður til að mynda virka sindurefna, sem gera fjölliða kolefniskeðjuna til að mynda virka punkta og framleiðir kolefnis-kolefni þvertengingu til að mynda a netskipulag. Þessi tækni krefst háþrýstings útpressunarbúnaðar þannig að þvertengingarhvarfið fer fram í tunnunni og síðan er varan hituð með hraðri upphitunaraðferð, sem leiðir til krossbundinnar vöru. Þess vegna er ekki auðvelt að stjórna notkun peroxíð krosstengingaraðferðarinnar til að framleiða pólýetýlen pípa, gæði vörunnar eru óstöðug og stöðug aðgerð er erfiðari.
(2) Azo krosstenging
Aðferðin er að blanda azó efnasambandinu í PE og pressa út við lægra hitastig en azó efnasambandið niðurbrotið, og útpressunin er brotin niður með háhita saltbaði og azó efnasambandið er brotið niður til að mynda sindurefna, sem byrjar pólýetýlen krosstengingu. Það er almennt notað fyrir cypress gum efni með lágt bræðsluhitastig og hefur fá hagnýt forrit fyrir plast.
(3) Sílan þvertengingar- og þvertengingarefni
Á sjöunda áratug tuttugustu aldar tókst að þróa sílan krosstengingartækni með góðum árangri. Tæknin notar vínýlsílan sem innihalda tvítengi til að hvarfast við bráðnar fjölliður undir virkni frumkvöðla til að mynda sílan-ígræddar fjölliður, sem eru vatnsrofnar í vatni í viðurvist síanólþéttingarhvata til að mynda nettengda oxankeðju krosstengda uppbyggingu. Sílan krosstengingartækni hefur ýtt mjög undir framleiðslu og notkun á krosstengdu pólýetýleni vegna einfalds búnaðar, auðvelt að stjórna ferli, minni fjárfestingu, mikillar krosstengingar fullunnar vara og góðra gæða. Til viðbótar við pólýetýlen og sílan eru hvatar, ræsiefni, andoxunarefni o.s.frv. einnig notaðir við krosstengingu.
Í samanburði við aðrar aðferðir hafa pólýetýlenafurðirnar sem eru fengnar með sían krosstengingu eftirfarandi kosti:
(1) Minni búnaðarfjárfesting, mikil framleiðsluhagkvæmni og lítill kostnaður.
(2) Ferlið er mjög fjölhæft, hentugur fyrir allþéttleika pólýetýlen, og einnig hentugur fyrir flest pólýetýlen með fylliefni.
(3) Ekki takmarkað af þykkt.
(4) Magn peroxíðs er lítið (aðeins 10% þegar peroxíð er þverbundið eitt og sér), þannig að færri örholur myndast í pólýetýlen einangrunarlaginu, sem er til þess fallið að viðhalda mikilli einangrun pólýetýlens.
Helstu forrit
Vegna framúrskarandi eiginleika þess er krossbundið pólýetýlen notað sem háspennu, hátíðni, hitaþolin einangrunarefni og vír- og kapalklæðningar sem eldflaugar, eldflaugar, mótorar, spennar o.fl. hitahringanlegar filmur, ýmsar hitaþolnar rör, frauðplast, tæringarþolnar efnabúnaðarfóðringar, íhlutir og ílát, framleiðsla á logavarnarlegum byggingarefnum o.fl. Stærstu notkunarsviðin eru nú aðallega vír og kaplar, rör, og froðu.
1. Krossbundið pólýetýlen kapalefni
Hitaþol kapalsins með krossbundnu pólýetýleni sem einangrun er hærra en pólývínýlklóríðs, það er hægt að nota það í langan tíma við 90 gráður og hitaþol hitastigsins í skammhlaupi getur náð allt að 250 gráðum; Einangrunarviðnámið er hátt, raftapssnerillinn er lítill og hann breytist í grundvallaratriðum ekki við breytingu á hitastigi; Það hefur góða slitþol og umhverfisálagssprungur. Þegar þverbundið pólýetýlen er brennt með snúrum, myndast koltvísýringur og vatn, en PVC kaplar framleiða vetnisklóríð skaðlegar lofttegundir við bruna; Að auki er þéttleiki krosstengds pólýetýlens um 40% minni en PVC, sem getur dregið verulega úr gæðum loftlína.
2. Krosstengd pólýetýlen pípa
Pípan sem framleidd er með krosstengdu pólýetýleni hefur þá kosti að vera hár skriðstyrk, tæringarþol, léttur og góð hitaþol. Ál-plast samsett pípa sem notar krossbundið pólýetýlen hefur sterka loftþéttleika og mikla sprengiþol. Það hefur antistatic og verndandi áhrif.
Í samanburði við PVC pípa og venjulegt pólýetýlen pípa inniheldur krosstengd pólýetýlen pípa ekki mýkiefni, mun ekki mildew og ala bakteríur; Inniheldur ekki skaðleg efni, uppfyllir staðla FDA og hægt að nota í drykkjarvatnsleiðslur; Góð hitaþol, venjulegt pólývínýlklóríð og pólýetýlen pípa hitaþol er 60-75 gráður, en krossbundið pólýetýlen pípa er 90 gráður, hámarks augnablikshitastig getur náð 185 gráður, þolir -75 gráðu lágt hitastig; Breitt rekstrarhitasvið, hægt að nota í langan tíma við -75-95 gráðu aðstæður og endingartími er allt að 50 ár. Hár krosstengingar, hár þéttleiki, góð þrýstingsþol; Efnatæringarþol er mjög gott og sprunguþol umhverfisálags er frábært, jafnvel við hærra hitastig, það er hægt að nota til að flytja margs konar efni og streituefni með hraða pípu, krosstengd pólýetýlen pípa er létt í þyngd, aðeins um 1 /8 úr málmpípu; Góð tæringarþol og slitþol. Slithlutfallið er minna en 1/4 af stálpípunni og endingartíminn er 2-6 sinnum lengri en stálpípunnar; Innri veggurinn er sléttur, vökvaflæðisviðnámið er lítið og við sama pípuþvermál er flutningsflæðið stærra en málmpípunnar og hávaði er mun lægri; Sendingarafköst eru góð og flutningsmagn vökva er aukið um 30%-40% miðað við stálpípuna; Hitaleiðni er mun lægri en málmrör, þannig að hitaeinangrunarafköst hennar eru frábær. Þegar það er notað í hitakerfinu er ekki þörf á varðveislu hita og hitatap er lítið; Það er hægt að beygja það að vild og verður ekki brothætt og sprungið; Framúrskarandi rafeinangrunarafköst, auðveld uppsetning og uppsetning vinnuálags er minna en helmingur málmpípu, lágur uppsetningarkostnaður.
Vegna framúrskarandi efnisframmistöðu krosstengdrar pólýetýlenpípa. Með algjörlega eitrað hreinlæti hefur það verið litið á það sem nýja kynslóð af grænum pípum, aðallega notuð í eftirfarandi þáttum:
(1) Aðveitukerfi fyrir kalt og heitt vatn og neysluvatnskerfi í leiðslum fyrir byggingar;
(2) Kælt vatnskerfi til að byggja upp loftkælingu;
(3) Hitakerfi fyrir íbúðarhúsnæði;
(4) Jarðhitakerfi;
(5) Lagnir á hitaveitukerfi til heimilisnota;
(6) Flutningsleiðslur fyrir drykki, áfengi, mjólk og aðra vökva í matvælaiðnaði;
(7) Vökvaflutningsleiðslur í efna- og jarðolíuiðnaði;
(8) Leiðslur fyrir kælikerfi og vatnsmeðferðarkerfi.
(5) Góð öldrunarþol og langur endingartími.
