Métodos e variedades de síntese de polietileno
(1) Polietileno de baixa densidade (PEBD)
Quando traços de oxigênio ou peróxidos são adicionados como iniciadores ao etileno puro, comprimido a aproximadamente 202,6 kPa e aquecido a cerca de 200 °C, o etileno polimeriza-se em polietileno branco e ceroso. Este método é comumente chamado de processo de alta pressão devido às condições operacionais. O polietileno resultante tem uma densidade de 0,915–0,930 g/cm³ e um peso molecular variando de 15.000 a 40.000. Sua estrutura molecular é altamente ramificada e frouxa, assemelhando-se a uma configuração em forma de árvore, o que explica sua baixa densidade, daí o nome polietileno de baixa densidade.
(2) Polietileno de Média Densidade (MDPE)
O processo de média pressão envolve a polimerização do etileno sob 30 a 100 atmosferas usando catalisadores de óxido metálico. O polietileno resultante tem uma densidade de 0,931 a 0,940 g/cm³. O MDPE também pode ser produzido pela mistura de polietileno de alta densidade (PEAD) com PEBD ou pela copolimerização de etileno com comonômeros como buteno, acetato de vinila ou acrilatos.
(3) Polietileno de alta densidade (PEAD)
Em condições normais de temperatura e pressão, o etileno é polimerizado utilizando catalisadores de coordenação altamente eficientes (compostos organometálicos compostos de alquilalumínio e tetracloreto de titânio). Devido à alta atividade catalítica, a reação de polimerização pode ser concluída rapidamente em baixas pressões (0–10 atm) e baixas temperaturas (60–75 °C), daí o nome "processo de baixa pressão". O polietileno resultante possui uma estrutura molecular linear e não ramificada, o que contribui para sua alta densidade (0,941–0,965 g/cm³). Comparado ao PEBD, o PEAD apresenta resistência ao calor, propriedades mecânicas e resistência à fissuração por tensão ambiental superiores.
Propriedades do Polietileno
O polietileno é um plástico semitransparente, branco-leitoso, semelhante à cera, tornando-o um material ideal para isolamento e revestimento de fios e cabos. Suas principais vantagens incluem:
(1) Excelentes propriedades elétricas: alta resistência de isolamento e rigidez dielétrica; baixa permissividade (ε) e tangente de perda dielétrica (tanδ) em uma ampla faixa de frequência, com dependência mínima de frequência, tornando-o quase um dielétrico ideal para cabos de comunicação.
(2) Boas propriedades mecânicas: flexível, porém resistente, com boa resistência à deformação.
(3) Forte resistência ao envelhecimento térmico, fragilidade em baixa temperatura e estabilidade química.
(4) Excelente resistência à água com baixa absorção de umidade; a resistência do isolamento geralmente não diminui quando imerso em água.
(5) Como um material não polar, ele apresenta alta permeabilidade a gases, sendo que o LDPE tem a maior permeabilidade a gases entre os plásticos.
(6) Baixa gravidade específica, todas abaixo de 1. O PEBD é particularmente notável com aproximadamente 0,92 g/cm³, enquanto o PEAD, apesar de sua maior densidade, é de apenas cerca de 0,94 g/cm³.
(7) Boas propriedades de processamento: fácil de derreter e plastificar sem decomposição, esfria facilmente e toma forma, e permite controle preciso sobre a geometria e as dimensões do produto.
(8) Cabos feitos de polietileno são leves, fáceis de instalar e simples de terminar. No entanto, o polietileno também apresenta várias desvantagens: baixa temperatura de amolecimento; inflamabilidade, emitindo um odor semelhante ao da parafina quando queimado; baixa resistência à fissuração por tensão ambiental e baixa resistência à fluência. É necessária atenção especial ao usar polietileno como isolamento ou revestimento para cabos submarinos ou cabos instalados em quedas verticais acentuadas.
Plásticos de Polietileno para Fios e Cabos
(1) Polietileno de isolamento de uso geral
Composto exclusivamente de resina de polietileno e antioxidantes.
(2) Plástico de polietileno resistente às intempéries
Composto principalmente por resina de polietileno, antioxidantes e negro de fumo. A resistência às intempéries depende do tamanho das partículas, do conteúdo e da dispersão do negro de fumo.
(3) Plástico de polietileno resistente a fissuras e tensões ambientais
Utiliza polietileno com índice de fluidez inferior a 0,3 e distribuição de peso molecular estreita. O polietileno também pode ser reticulado por irradiação ou métodos químicos.
(4) Isolamento de alta tensão em plástico de polietileno
O isolamento de cabos de alta tensão requer plástico de polietileno ultrapuro, complementado com estabilizadores de tensão e extrusoras especializadas para evitar a formação de vazios, suprimir a descarga de resina e melhorar a resistência ao arco, a resistência à erosão elétrica e a resistência à corona.
(5) Plástico de polietileno semicondutor
Produzido pela adição de negro de fumo condutor ao polietileno, normalmente usando negro de fumo de alta estrutura e partículas finas.
(6) Composto de poliolefina termoplástica de baixa emissão de fumaça e sem halogênio (LSZH) para cabos
Este composto usa resina de polietileno como material base, incorporando retardantes de chamas livres de halogênio de alta eficiência, supressores de fumaça, estabilizadores térmicos, agentes antifúngicos e corantes, processados por meio de mistura, plastificação e peletização.
Polietileno reticulado (XLPE)
Sob a ação de radiação de alta energia ou agentes de reticulação, a estrutura molecular linear do polietileno se transforma em uma estrutura tridimensional (rede), convertendo o material termoplástico em um termofixo. Quando usado como isolante,XLPEpode suportar temperaturas de operação contínua de até 90 °C e temperaturas de curto-circuito de 170 a 250 °C. Os métodos de reticulação incluem reticulação física e química. A reticulação por irradiação é um método físico, enquanto o agente de reticulação química mais comum é o DCP (peróxido de dicumila).
Horário da publicação: 10/04/2025