پلی اتیلن شبکه شده: مزایا و کاربردها
شبکه کردن پلی اتیلن معمولاً در طول تخریب پلیمر اتفاق می‌افتد، اما PE که به روشی کنترل‌شده شبکه ای شود، خواص مفیدی دارد. روشهای شبکه ای کردن PE اکسترود شده و قالب‌گیری شده، کاربردهای مهمی را ایجاد کرده‌اند. پلی اتیلن شبکه شده (XLPE یا PEX) برای فوم‌ها با انعطاف‌پذیری بیشتر ، لوله‌ها، تیوپها، فیلم‌ها، ورق‌ها، پوشش‌های کابل و قالب‌گیری‌های چرخشی استفاده میشود.
عوامل شبکه کننده اتم‌های کربن زنجیره‌های مختلف پلیمر را به هم متصل می‌کنند و بخش‌های خطی ویسکوز را به یک شبکه ژل نامحلول تبدیل می‌کنند که دیگر مانند یک پلی اولفین معمولی ذوب یا جریان نمی‌یابد. درجه اتصال عرضی ایجاده شده با درصد زنجیره های پلیمری متصل به هم در پلیمر شبکه شده یا به عبارت دیگر، چگالی یا نسبت جزء ژل تعیین می شود. چگالی اتصالات عرضی بالاتر نتیجه پیوندهای بیشتر در طول زنجیره پلیمری است که منجر به تغییرات بیشتر خواص می شود. از آنجایی که اتصال عرضی از لغزش مولکول ها بر روی هم در نواحی آمورف رزین جلوگیری می کند، که خصوصا بر ویژگی های وابسته به دما تأثیر می گذارد و به XLPE ویژگی های ترموستی بیشتری می دهد، از جمله:
- دمای کاربری طولانی مدت بالاتر، از جمله پایداری حرارتی و ابعادی بهتر (و خزش کمتر از 1٪ نسبت پلیمر شبکه ای نشده اولیه).
- بهبود مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر استرس محیطی (ESCR)؛
- استحکام کششی و خواص سختی بالاتر، به ویژه در دماهای بالا؛
- "حافظه شکل" یا "اثر حافظه" بهتر، که در آن یک ماده XL گرم شده و تغییر شکل داده شده، هنگام خنک شدن شکل خود را حفظ می کند و پس از گرم شدن مجدد به شکل اولیه خود باز می گردد.
- بهبود تشکیل سلول در فوم ها (دیواره های سلولی قوی تر توزیع اندازه سلول را محدود می کند و از باز شدن سلول ها جلوگیری می کند).
- بهبود مقاومت شیمیایی و حلال شدن (اگرچه برخی از حلال ها باعث متورم شدن ماده XL می شوند).
- مقاومت الکتریکی بهتر و خواص دی الکتریک؛
- و در برخی موارد، بهبود قابلیت عدم فرسایش در هوا.
بسته به درجه اتصال عرضی در پلیمر، عامل یا فرآیند شبکه ای کردن و خواص اولیه پلی اولفین، ممکن است سایر خواص نیز بهبود یابد .
این ویژگی ها XLPE را به ویژه برای لوله های آب گرم اکسترود شده، فوم عایق کاری ، مخازن بزرگ و پوشش های سیم و کابل مفید می کند. XLPE در مقابل بارهای الکتریکی و اتصال کوتاه، در کاربردهای مانند پوشش کابل های برق یا عایق،دمای بالاتری را نسبت به مواد جایگزین مانند PVC تحمل می کند. اثر حافظه آن را می توان برای اتصال اجزای مختلف در این کاربردها مورد استفاده قرار داد. همچنین خواص شبکه شدن با اتصال عرضی سیلانی برای لوله پلی‌اتیلن با دوام‌تر و چند لایه مفید است که می تواند با مس و لوله‌های دیگر برای حمل و نقل آب و سایر سیالات رقابت کند .
با این حال، حداقل دو ایراد کلی در مورد خواص ناشی از شبکه شدن وجود دارد. یکی از ایردات بهبود خواص این است که مواد شبکه شده دیگر واقعاً در دماهای بالا ذوب نمی‌شوند و قابلیت بازیافت آنها را محدود می‌کند.
مورد دیگر این است که شبکه شدن بیش از اندازه در پلیمر ذوب شده می تواند منجر به مواد شکننده ای شود که فاقد مناطق کریستالی هستند - مناطقی که به خواص مکانیکی ارزشمند نیز کمک می کنند. بنابراین ASTM (F 876-93) درجه اتصال عرضی در لوله های XLPE را بین 65٪ و 89٪ محدود می کند .
هوشیار حیدری
منبع: onlinepolymer.com-آنلاین پلیمر
کپی از این مطلب با ذکر منبع بلامانع است.
