1tom109

5. MATERIAŁOZNAWSTWO ELEKTROTECHNICZNE

220

cząsteczkowy, tym bardziej płynne jest tworzywo w stanie stopionym. Praktyczną miara płynności jest wskaźnik szybkości płynięcia (ang. Meli Flow Index — MFI), który wyraża ilość polietylenu w gramach, jaka wypłynęła z dyszy aparatu w ciągu 10 min. w znormalizowanych warunkach.

Znakomite właściwości dielektryczne wszystkich gatunków PF. prawic nie zależą od częstotliwości oraz temperatury pomiaru. Polietylen jest mało odporny na działanie

Tablica 5.21. Podstawowe właściwości polietylenów termoplastycznych kablowych produkowanych w krajowym przemyśle chemicznym, wg danych katalogowych

	Jedno stka		Rodzaj polietylenu
Właściwość		izolacyjny		powłokowy
		Al	AIS"	X	BI	B2 i B5
Wskaźnik szybkości płynięcia	g/10 min	najwyżej 0.4	1.8 —2.5	0.2-0.3	—	0.4
Wytrzymałość na rozciąganie	MPa	co najmniej 12	12	12	12	10
Wydłużenie przy zerwaniu Odporność na starzenie cieplne (100 + 2~C. 240 h)	%	co najmniej 300	300	300	300	300
wydłużenie przy zerwaniu	%	co najmniej 300	300	500	300	300
— zmiana wytrzymałości i wydłużenia Odporność na utlenianie (walcowanie w 160 —5°C. 8 h) zmiana:	%	najwyżej +25	±25	±25	±25	±25
wskaźnika szybkości płynięcia	%	najwyżej 20	—	—
— wytrzymałości i wydłużenia	%	najwyżej 10
współczynnika strat dielektrycznych	%	najwyżej 50	—	—
Chłonność wody (85±2^:C. 336 h)	mg/cm^2	najwyżej 1
Zawartość substancji lotnych	%	najwyżej 0.03	0,03		0,3	03
Zawartość sadzy	%	—	—		2.5 ±0.5	—
Odporność na korozję naprężeniową	h				co najmniej 500
Wskaźnik tlenowy						co najmniej 24

¹¹ Polietylen może być sieciowany (np. w ISO C) po wprowadzeniu środka sieciującego.

wyładowań niezupełnych oraz na występujące w nim zjawisko drzewienia wodnego (patrz p. 5.5.3.3). Pewne substancje dodane do polietylenu przeciwdziałają inicjacji drzewienia elektrycznego i wodnego. Występującemu zjawisku przyciągania kurzu zapobiega się przez dodatek do polimerów środków antystatycznych. Polietylen pali się i podtrzymuje palenie. Można jednak otrzymywać gatunki o zmniejszonej palności, po zastosowaniu odpowiednich napclniaczy (wodorotlenku glinu Al(OH)₃) lub specjalnych antypirenów.

Polietylen jest odporny na działanie chemikaliów, jednak silne utleniacze atakują go. Pod wpływem długotrwałego ogrzewania zachodzi utleniająca degradacja łańcuchów, której przeciwdziała się dodatkiem antyutleniaczy. Przed działaniem światła polietylen chroni dodatek ok. 2% sadzy.

Charakterystyczną cechą PF, jest podleganie tzw. korozji naprężeniowej, tj. pękaniu naprężonego materiału pod wpływem środków powierzchniowo-czynnych. Specjalne gatunki PF, modyfikowane polimerami o mniejszej masie cząsteczkowej są odporne na korozję naprężeniowy.

W przemyśle elektrotechnicznym polietylen przetwarza się metodą wtrysku pod ciśnieniem w' temperaturze 160-±240^CC, uzyskując kształtki różnych wymiarów. Wielkość skurczu formowanej kształtki zależy od szybkości ochładzania materiału. W przemyśle kablowym PF. przetwarza się metodą wytłaczania na wytłaczarkach ślimakowych. Zależnie od grubości i średnicy wytłaczanej powłoki szybkość wytłaczania wynosi 300 -T- 2000 m/min. Ze względu na wymienione właściwości dielektryczne PF jest stosowany zarówno w kablach energetycznych, jak i telekomunikacyjnych (patrz tabl-5.22). W kablach wysokiego napięcia o izolacji PE jest również używany PE pół" przewodzący na ekrany. Zestawienie rodzajów polietylenów kablowych podano w tabl-5 22. Polietylen piankowy, zmieszany fabrycznie z poroforami stosuje się np. do izolowania kabli telekomunikacyjnych w celu zmniejszenia ich masy oraz poprawy właściwości teletransmisyjnych. Polietylen w postaci granulatu, wraz z zawartym w nim poroforcm jest podawany do wytłaczarki, wewnątrz której w podwyższonej temperaturze naslępuje rozkład środka gazotwórczcgo, zaś po wyjściu z wytłaczarki, pod ciśnieniem atmosferycznym uzyskuje się materiał porowaty o gęstości 0,37-^0,42 g/cm³.

Tablica 5.22. Zestawienie rodzajów polietylenów używanych do produkcji kabli, wg danych katalogowych firm zachodnich

Rodzaj polietylenu	Zastosowanie
Polietylen na izolacje jednorodną polietylen na izolację porowatą Polietylen na izolację kabli współosiowych	izolacja przewodów i kabli telekomunikacyjnych
Polietylen termoplastyczny na izolację kabli wysokich napięć Polietylen usicciowany na izolację kabli wysokich i średnich napięć polietylen usieciowany o zwiększonej odporności na wyładowania niezupełne Polietylen usieciowany wypełniony na izolację kabli niskiego napięcia Polietylen (mieszanka podstawowa) do sieciowania silanami, na izolację kabli i przewodów niskiego napięcia Polietylen usieciowany. na izolację przewodów niskiego napięcia	izolacja kabli elektroenergetycznych
Polietylen przewodzący	ekrany kabli
Polietylen czarny na powłoki kabli telekomunikacyjnych i elektroenergetycznych Polietylen naturalny do barwienia, na powłoki kabli telekomunikacyjnych : elektroenergetycznych Polietylen uniepalniony na powłoki kabli telekomunikacyjnych	powłoki kablowa

Polietylen sieciowany (XLPF. lub PRC) na skutek nieodwracalnej reakcji połączenia łańcuchów cząsteczek traci właściwości termoplastyczne i staje się materiałem gumopodo-bnym, a ponadto zwiększa się jego odporność na wyładowania niezupełne. Najczęściej sieciowanie polietylenu odbywa się drogą chemiczną za pomocą nadtlenków, ponieważ jest on związkiem chemicznie nasyconym i nie ma wiązań podwójnych. Nadtlenki rozkładając się w podwyższonej temperaturze (na ogół 125 h- 170^TC) atakują łańcuchy polietylenu, uaktywniają je i nadają im zdolność do łączenia się ze sobą i tworzenia siatki przestrzennej. Technologia przetwórstwa polietylenu z dodatkiem sieciującym nie odbiega od przetwórstwa innych sieciowanych materiałów (np. elastomerów) z tym, że wytłaczanie musi odbywać się w sposób ciągły. W innym sposobie sieciowania polietylenu wykorzystano jako czynnik aktywujący cząsteczki wody, co umożliwiło zmniejszenie wymiarów urządzeń technologicznych służących do sieciowania. Polietylen można również sieciować przez napromieniowanie (promieniowaniem o dużej energii). Zaletą tej technologii jest zwiększenie odporności uzyskanego materiału zarówno na działanie podwyższonej temperatury, jak i korozję naprężeniową oraz brak pozostałości po rozłożonych nadtlenkach. Wyroby z polietylenu usieciowanego cechuje pamięć kształtu. Cechę tę wykorzystuje się przy produkcji wyrobów' termokurczliwych.

Polipropylen PP

Otrzymuje się go przez polimeryzację wysokociśnieniową propylenu. Najlepsze właściwości ma polimer o budowie sferycznej izotaktycznej, charakteryzującej się wysokim stopniem krystaliczności. Jego masa cząsteczkowa wynosi 80 000 -=- 5 000 000; właściwości elektryczne są zbliżone do polietylenu. Cechą szczególną polipropylenu jest ^JeS° mała masa właściwa (0,90-^0,91 g/cm³). Polipropylen utlenia sic dość łatwm w wyższych temperaturach (powyżej 9Ó°C), ale jest mniej zapalny niż polietylen, temperatura topnienia polipropylenu wynosi 165—170'C. maksymalna temperatura Pracy zaś 120—140 C. Styczność z miedzią, która działa katalitycznie na proces utleniania, znacznie przyspiesza starzenie PP.