Mae technoleg croesgysylltu polyethylen (PE) yn un o'r ffyrdd pwysig o wella ei briodweddau materol. Gall yr addysg gorfforol traws-gysylltiedig wella ei briodweddau yn fawr, sydd nid yn unig yn gwella'n sylweddol briodweddau cynhwysfawr AG fel priodweddau mecanyddol, ymwrthedd cracio straen amgylcheddol, ymwrthedd cyrydiad cemegol, ymwrthedd creep, a phriodweddau trydanol, ond hefyd yn gwella'n sylweddol y gwrthiant tymheredd lefel, a all gynyddu tymheredd ymwrthedd gwres AG o 70 gradd i fwy na 100 gradd, a thrwy hynny ehangu maes cymhwyso AG yn fawr.
Mae inswleiddiad polyethylen traws-gysylltiedig yn polyethylen o dan weithred pelydrau ynni uchel (fel pelydrau, pelydrau, pelydrau electronau, ac ati) neu gyfryngau trawsgysylltu fel y gall croesgysylltu rhwng macromoleciwlau wella ei wrthwynebiad gwres a phriodweddau eraill. Gellir cynyddu tymheredd gweithio hirdymor y cebl sy'n defnyddio polyethylen traws-gysylltiedig fel inswleiddio i 90 gradd, a gall y tymheredd cylched byr ar unwaith sy'n gallu gwrthsefyll gyrraedd 170-250 gradd.
Cyflwyniad byr
Mae polyethylen (PE) yn un o'r pum plastig cyffredinol, ac mae ei gynhyrchiad a'i ddefnydd yn gyntaf ymhlith gwahanol resinau synthetig, mewn diwydiant ac amaethyddiaeth ac a ddefnyddir yn helaeth ym mywyd beunyddiol. Fodd bynnag, mae ymwrthedd tymheredd uchel polyethylen yn wael. Weithiau nid yw priodweddau mecanyddol a gwrthiant cemegol yn bodloni gofynion defnydd gwirioneddol. Felly, mae addasu polyethylen bob amser wedi bod yn allweddol i ddatblygiad a chymhwyso cynhyrchion polyethylen, ac mae technoleg crosslinking polyethylen yn dechnoleg bwysig i wella ei briodweddau materol. Gall polyethylen wedi'i addasu traws-gysylltiedig wella ei briodweddau yn fawr, sydd nid yn unig yn gwella'n sylweddol briodweddau cynhwysfawr polyethylen megis priodweddau mecanyddol, ymwrthedd cracio straen amgylcheddol, ymwrthedd cyrydiad cemegol, ymwrthedd creep, ac eiddo trydanol. Ar ben hynny, mae lefel ymwrthedd tymheredd wedi gwella'n fawr, a gellir cynyddu tymheredd ymwrthedd gwres polyethylen o 70 gradd i fwy na 100 gradd. O ganlyniad, mae ystod cymhwyso polyethylen wedi'i ehangu'n fawr.
Ar hyn o bryd, mae polyethylen traws-gysylltiedig (XLPE) wedi'i ddefnyddio'n helaeth mewn pibellau, ffilmiau, deunyddiau cebl, a chynhyrchion ewyn.
Perfformiad a buddion
Mae moleciwlau polyethylen yn cynnwys cadwyni moleciwlaidd llinol. Pan fydd y tymheredd yn cynyddu, mae'r grym rhwymo rhwng y cadwyni moleciwlaidd llinellol (grym van der Waals) yn cael ei wanhau, fel bod y deunydd moleciwlaidd cyfan yn cael ei ddadffurfio, felly mae ymwrthedd tymheredd polyethylen yn wael. Polyethylen traws-gysylltiedig (XLPE) Codir pont gadwyn gemegol rhwng y moleciwlau fel na ellir dadleoli'r moleciwlau, sy'n goresgyn diffyg polyethylen. Dangosir cymhariaeth perfformiad polyethylen traws-gysylltiedig a polyethylen cyffredin yn Nhabl 1.
Mae gan polyethylen traws-gysylltiedig y manteision canlynol:
1. Gwrthiant gwres: Mae gan XLPE gyda strwythur tri dimensiwn rhwyll ymwrthedd gwres ardderchog. Ni fydd yn dadelfennu ac yn carboni islaw 200 gradd, gall y tymheredd gweithio hirdymor gyrraedd 90 gradd, a gall y bywyd thermol gyrraedd 40 mlynedd.
2. Perfformiad inswleiddio: Mae XLPE yn cynnal nodweddion inswleiddio da gwreiddiol AG, ac mae'r ymwrthedd inswleiddio yn cynyddu ymhellach. Mae ei dangiad colled dielectrig yn fach iawn ac nid yw tymheredd yn effeithio'n fawr arno.
3. Priodweddau mecanyddol: Oherwydd sefydlu bondiau cemegol newydd rhwng macromoleciwlau, mae caledwch, anystwythder, ymwrthedd gwisgo, a gwrthiant effaith XLPE yn cael eu gwella, gan wneud iawn am ddiffygion addysg gorfforol sy'n agored i straen amgylcheddol a chracio.
4. Gwrthiant cemegol: Mae gan XLPE wrthwynebiad asid ac alcali cryf ac ymwrthedd olew, ac mae ei gynhyrchion hylosgi yn bennaf yn ddŵr a charbon deuocsid, sy'n llai niweidiol i'r amgylchedd ac yn bodloni gofynion diogelwch tân modern.
Egwyddor trawsgysylltu
Mae polyethylen ([CH2-CH2]n, rhif uned ailadrodd n) yn gyfansoddyn polymer sy'n cynnwys dwy elfen o hydrocarbonau a hydrogen, gyda chadwyni macromoleciwlaidd strwythur moleciwlaidd llinol neu ganghennog, ffurf solet ar dymheredd ystafell, a chyfnod grisial a ffurf cydfodolaeth cyfnod amorffaidd ar ffurf solet o polyethylen. Mae pwysau moleciwlaidd cymharol polyethylen rhwng 6,30 a<>,<>.
Mae gan polyethylen eiddo inswleiddio trydanol rhagorol, ond mae ei wrthwynebiad gwres gwael yn effeithio ar ei ddefnydd o ddeunyddiau crai ar gyfer inswleiddio cebl. Oherwydd y rhyngweithio rhyngfoleciwlaidd gwan yn y rhanbarth amorffaidd, mae tymheredd toddi y rhan fwyaf o polyethylen tua 140 gradd, ac mae ei gryfder mecanyddol yn gostwng yn sylweddol wrth agosáu at bwynt toddi y polyethylen, ac mae'r ymwrthedd cracio hefyd yn dirywio.
Pan fydd cadwyni macromoleciwlaidd llinol yn cael eu prosesu'n gemegol neu'n gorfforol, gelwir y broses o ymuno ar ffurf bondiau croes-gysylltiedig yn crosslinking neu "vulcanization". Mae gan polyethylen crosslinked briodweddau math o rwyll a strwythur y corff, a bydd ei wrthwynebiad gwres yn cael ei wella gyda chynnydd croesgysylltu, a bydd yr elongation thermol cymharol yn gostwng yn unol â hynny. Oherwydd ei welliant sylweddol mewn eiddo mecanyddol a gwrthsefyll gwres, mae wedi dod yn ddeunydd inswleiddio cebl pŵer a ddefnyddir yn eang.
Mae'r dull o crosslinking polyethylen gan crosslinking i ffurfio polyethylen cross-linked wedi'i rannu'n ddau gategori: dull cemegol a dull corfforol, ac mae'r dulliau proses gwireddu yn y diwydiant yn bennaf yn cynnwys y pum canlynol: arbelydru ynni uchel crosslinking, silane crosslinking, perocsid crosslinking , croesgysylltu uwchfioled, a chroesgysylltu halen. Yn eu plith, mae'r dull croesgysylltu perocsid (a elwir hefyd yn groesgysylltu cemegol) yn ddull croesgysylltu sy'n addas ar gyfer cynhyrchu ceblau lefel foltedd canolig ac uchel, a'i egwyddor yw cyfres o adweithiau radical rhydd a ysgogwyd gan ddadelfennu perocsid tymheredd uchel. , ac yna mae AG wedi'i groesgysylltu. Mae perocsidau'n cael eu dadelfennu gan wres i ffurfio radicalau rhydd, ac mae'r broses o adwaith croesgysylltu fel a ganlyn:
Dull croesgysylltu
Mae dau fath o ddulliau croesgysylltu ar gyfer polyethylen: croesgysylltu ffisegol (croesgysylltu ymbelydredd) a chroesgysylltu cemegol. Rhennir crosslinking cemegol yn crosslinking silane a crosslinking perocsid.
Croesgysylltu ffisegol
Croesgysylltu ymbelydredd: mae cynhyrchion polyethylen, megis gwain polyethylen, ffilmiau, tiwbiau â waliau tenau, a chynhyrchion eraill sydd wedi'u gorchuddio ar y wifren, wedi'u croesgysylltu â pelydrau a phelydrau ynni uchel (gan achosi macromoleciwlau polyethylen i gynhyrchu radicalau rhydd a ffurfio cadwyni croesgysylltu CC) . Mae graddau'r crosslinking yn cael ei effeithio gan y dos ymbelydredd a thymheredd, ac mae'r pwynt crosslinking yn cynyddu gyda chynnydd y dos ymbelydredd, felly trwy reoli'r amodau ymbelydredd, gellir cael cynhyrchion polyethylen traws-gysylltiedig â rhywfaint o groesgysylltu.
Mae gan polyethylen traws-gysylltiedig a gynhyrchir gan ddull trawsgysylltu ymbelydredd y manteision canlynol: mae croesgysylltu ac allwthio yn cael eu cynnal ar wahân, mae ansawdd y cynnyrch yn hawdd ei reoli, mae effeithlonrwydd cynhyrchu yn uchel, ac mae'r gyfradd sgrap yn isel; Nid oes angen unrhyw gychwynwyr radical rhydd ychwanegol (fel perocsidau, ac ati) yn ystod y broses groesgysylltu, sy'n cynnal glendid y deunydd ac yn gwella priodweddau trydanol y deunydd; Mae'n arbennig o addas ar gyfer ceblau wedi'u hinswleiddio â waliau tenau bach sy'n anodd eu cynhyrchu trwy groesgysylltu cemegol. Fodd bynnag, mae crosslinking ymbelydredd hefyd rai anfanteision, megis yr angen i gynyddu foltedd cyflymu y trawst electron wrth crosslinking deunyddiau trwchus; Ar gyfer croesgysylltu gwrthrychau crwn fel gwifrau a cheblau, mae angen eu cylchdroi neu ddefnyddio sawl trawstiau electron i wneud yr arbelydru yn unffurf; Mae costau buddsoddi un-amser yn sylweddol; Mae'r dechnoleg gweithredu a chynnal a chadw yn gymhleth, ac mae'r problemau amddiffyn diogelwch ar waith hefyd yn gymharol llym.
Croesgysylltu cemegol
Croesgysylltu cemegol yw'r defnydd o gyfryngau croesgysylltu cemegol i groesgysylltu polymerau, gan newid o strwythur llinellol i strwythur rhwydwaith.
Dylai'r dewis o asiant crosslinking ddibynnu ar yr amrywiaeth polymer, technoleg prosesu, a pherfformiad cynnyrch, dylai'r asiant crosslinking delfrydol yn ogystal â bodloni rhai gofynion penodol hefyd fod â'r gofynion sylfaenol canlynol: cyfradd crosslinking uchel, strwythur crosslinking sefydlog; diogelwch prosesu mawr, hawdd ei ddefnyddio, cyfnod dilysrwydd cymedrol ar ôl ychwanegu resin, dim anfanteision croesgysylltu cynamserol neu rhy hwyr; nid yw'n effeithio ar berfformiad prosesu a pherfformiad defnydd y cynnyrch; nad yw'n wenwynig, nad yw'n llygru, yn llidro'r croen a'r llygaid.
Mewn croesgysylltu cemegol, mae croesgysylltu perocsid, croesgysylltu silane, a chroesgysylltu azo:
(1) perocsid crosslinking a crosslinking asiantPeroxide crosslinking, yn gyffredinol gan ddefnyddio perocsid organig fel asiant crosslinking, o dan y camau gweithredu o wres, yn dadelfennu i gynhyrchu radicalau rhydd gweithredol, sy'n gwneud y gadwyn carbon polymer cynhyrchu pwyntiau gweithredol ac yn cynhyrchu carbon-carbon crosslinking i ffurfio a strwythur rhwydwaith. Mae'r dechnoleg hon yn gofyn am offer allwthio pwysedd uchel fel bod yr adwaith crosslinking yn cael ei gynnal yn y gasgen, ac yna caiff y cynnyrch ei gynhesu gan ddefnyddio dull gwresogi cyflym, gan arwain at gynnyrch crosslinked. Felly, nid yw'r defnydd o'r dull crosslinking perocsid i gynhyrchu pibell polyethylen yn hawdd i'w reoli, mae ansawdd y cynnyrch yn ansefydlog, ac mae gweithrediad parhaus yn fwy anodd.
(2) Azo crosslinking
Y dull yw cymysgu'r cyfansoddyn azo yn PE ac allwthio ar dymheredd is na'r dadelfeniad cyfansawdd azo, ac mae'r allwthiad yn cael ei ddadelfennu gan baddon halen tymheredd uchel, ac mae'r cyfansawdd azo yn cael ei ddadelfennu i ffurfio radicalau rhydd, gan gychwyn croesgysylltu polyethylen. Fe'i defnyddir yn gyffredinol ar gyfer deunyddiau gwm cypreswydden gyda thymheredd toddi isel ac ychydig o gymwysiadau ymarferol sydd ganddo ar gyfer plastigau.
(3) Silane crosslinking a crosslinking asiant
Yn chwedegau'r ugeinfed ganrif, datblygwyd technoleg crosslinking silane yn llwyddiannus. Mae'r dechnoleg yn defnyddio silanau finyl sy'n cynnwys bondiau dwbl i adweithio â pholymerau tawdd o dan weithred ysgogwyr i ffurfio polymerau wedi'u himpio â silane, sy'n cael eu hydrolysu mewn dŵr ym mhresenoldeb catalydd cyddwysiad silanol i ffurfio strwythur croesgysylltu cadwyn oxane rhwydwaith. Mae technoleg crosslinking Silane wedi hyrwyddo cynhyrchu a chymhwyso polyethylen traws-gysylltiedig yn fawr oherwydd ei offer syml, proses hawdd ei reoli, llai o fuddsoddiad, lefel uchel o groesgysylltu cynhyrchion gorffenedig, ac ansawdd da. Yn ogystal â polyethylen a silane, defnyddir catalyddion, cychwynwyr, gwrthocsidyddion, ac ati hefyd wrth groesgysylltu.
O'i gymharu â dulliau eraill, mae gan y cynhyrchion polyethylen a geir trwy groesgysylltu silane y manteision canlynol:
(1) Llai o fuddsoddiad offer, effeithlonrwydd cynhyrchu uchel, a chost isel.
(2) Mae'r broses yn amlbwrpas iawn, yn addas ar gyfer polyethylen holl-ddwysedd, a hefyd yn addas ar gyfer y rhan fwyaf o polyethylen gyda llenwad.
(3) Heb ei gyfyngu gan drwch.
(4) Mae swm y perocsid yn fach (dim ond 10% pan fydd perocsid wedi'i groesgysylltu yn unig), felly cynhyrchir llai o ficropores yn yr haen inswleiddio polyethylen, sy'n ffafriol i gynnal inswleiddio uchel polyethylen.
Prif geisiadau
Oherwydd ei briodweddau rhagorol, defnyddir polyethylen traws-gysylltiedig fel deunyddiau inswleiddio foltedd uchel, amledd uchel, gwrthsefyll gwres a chladinau gwifren a chebl sy'n ofynnol gan rocedi, taflegrau, moduron, trawsnewidyddion, ac ati. Gweithgynhyrchu tiwbiau y gellir eu crebachu â gwres, ffilmiau y gellir eu crebachu â gwres, gwahanol bibellau sy'n gwrthsefyll gwres, plastigau ewyn, leinin offer cemegol sy'n gwrthsefyll cyrydiad, cydrannau a chynwysyddion, gweithgynhyrchu deunyddiau adeiladu gwrth-fflam, ac ati. Ar hyn o bryd, y meysydd mwyaf o ddefnydd yw gwifren a chebl, pibell, ac ewyn.
1. Deunydd cebl polyethylen traws-gysylltiedig
Mae ymwrthedd gwres y cebl â polyethylen traws-gysylltiedig fel inswleiddio yn uwch na gwrthiant polyvinyl clorid, gellir ei ddefnyddio am amser hir ar 90 gradd, a gall y tymheredd gwrthsefyll gwres mewn cylched byr gyrraedd hyd at 250 gradd; Mae'r ymwrthedd inswleiddio yn uchel, mae'r tangiad colled dielectrig yn fach, ac yn y bôn nid yw'n newid gyda'r newid tymheredd; Mae ganddo wrthwynebiad gwisgo da a chracio straen amgylcheddol. Unwaith y bydd polyethylen traws-gysylltiedig yn cael ei losgi gan geblau, cynhyrchir carbon deuocsid a dŵr, tra bod ceblau PVC yn cynhyrchu nwyon niweidiol hydrogen clorid wrth losgi; Yn ogystal, mae dwysedd polyethylen traws-gysylltiedig tua 40% yn llai na dwysedd PVC, a all leihau ansawdd llinellau uwchben yn sylweddol.
2. Pibell polyethylen traws-gysylltiedig
Mae gan y bibell a gynhyrchir gan polyethylen traws-gysylltiedig fanteision cryfder ymgripiad uchel, ymwrthedd cyrydiad, ysgafn, a gwrthsefyll gwres da. Mae gan y bibell gyfansawdd alwminiwm-plastig sy'n defnyddio polyethylen croes-gysylltiedig dynn aer cryf ac ymwrthedd straen byrstio uchel. Mae ganddo effaith gwrthstatig a cysgodi.
O'i gymharu â phibell PVC a phibell polyethylen cyffredin, nid yw pibell polyethylen traws-gysylltiedig yn cynnwys plastigyddion, ni fydd llwydni a bridio bacteria; Nid yw'n cynnwys cynhwysion niweidiol, yn bodloni safonau FDA, a gellir eu defnyddio mewn pibellau dŵr yfed; Mae ymwrthedd gwres da, polyvinyl clorid cyffredin a gwrthiant gwres pibell polyethylen yn 60-75 gradd, tra bod pibell polyethylen croes-gysylltiedig yn 90 gradd, gall y tymheredd uchaf ar unwaith gyrraedd 185 gradd, gall wrthsefyll -75 gradd tymheredd isel; Amrediad tymheredd gweithredu eang, gellir ei ddefnyddio am amser hir o dan amodau gradd -75-95, ac mae bywyd y gwasanaeth hyd at 50 mlynedd. Traws-gysylltu uchel, dwysedd uchel, ymwrthedd pwysau da; Mae ymwrthedd cyrydiad cemegol yn dda iawn, ac mae ymwrthedd cracio straen amgylcheddol yn ardderchog, hyd yn oed ar dymheredd uwch, gellir ei ddefnyddio i gludo amrywiaeth o gemegau a deunydd straen gyda phibell carlam, mae pibell polyethylen croes-gysylltiedig yn ysgafn o ran pwysau, dim ond tua 1 /8 o bibell fetel; Gwrthiant cyrydiad da a gwrthsefyll gwisgo. Mae'r gyfradd gwisgo yn llai na 1/4 o'r bibell ddur, ac mae bywyd y gwasanaeth 2-6 gwaith yn fwy na'r bibell ddur; Mae'r wal fewnol yn llyfn, mae'r gwrthiant llif hylif yn fach, ac ar yr un diamedr pibell, mae'r llif cludo yn fwy na phibell fetel, ac mae'r sŵn yn llawer is; Mae'r perfformiad trawsyrru yn dda, ac mae swm trosglwyddo hylif yn cynyddu 30%-40% o'i gymharu â'r bibell ddur; Mae'r dargludedd thermol yn llawer is na phibellau metel, felly mae ei berfformiad inswleiddio thermol yn rhagorol. Pan gaiff ei ddefnyddio yn y system wresogi, nid oes angen cadw gwres, ac mae colli gwres yn fach; Gellir ei blygu'n fympwyol ac ni fydd yn frau ac yn cracio; Perfformiad inswleiddio trydanol rhagorol, gosodiad hawdd, a llwyth gwaith gosod o lai na hanner y bibell fetel, cost gosod isel.
Oherwydd perfformiad deunydd rhagorol pibell polyethylen traws-gysylltiedig. Gyda hylendid cwbl ddiwenwyn, fe'i hystyriwyd yn genhedlaeth newydd o bibellau gwyrdd, a ddefnyddir yn bennaf yn yr agweddau canlynol:
(1) Systemau cyflenwi dŵr oer a phoeth a systemau dŵr yfed piblinell ar gyfer adeiladau;
(2) System dŵr oer ar gyfer adeiladu aerdymheru;
(3) System wresogi preswyl;
(4) System wresogi daear;
(5) Pibellau system gwresogydd dŵr domestig;
(6) Piblinellau cludo ar gyfer diodydd, alcohol, llaeth a hylifau eraill yn y diwydiant bwyd;
(7) Piblinellau cludo hylif y diwydiant cemegol a petrolewm;
(8) System rheweiddio a phiblinell system trin dŵr.
(5) Gwrthiant heneiddio da a bywyd gwasanaeth hir.
