Métodos e variedades de síntese de polietileno
(1) Polietileno de baixa densidade (LDPE)
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 conhecido como processo de alta pressão devido às condições operacionais. O polietileno resultante tem uma densidade de 0,915–0,930 g/cm³ e uma massa molecular que varia de 15.000 a 40.000. Sua estrutura molecular é altamente ramificada e frouxa, assemelhando-se a uma configuração "arbórea", 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, utilizando catalisadores de óxido metálico. O polietileno resultante apresenta uma densidade de 0,931 a 0,940 g/cm³. O MDPE também pode ser produzido pela mistura de polietileno de alta densidade (HDPE) com LDPE ou por meio da copolimerização do 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 a 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, contribuindo para sua alta densidade (0,941–0,965 g/cm³). Comparado ao LDPE, o HDPE apresenta resistência térmica, propriedades mecânicas e resistência à fissuração por tensão ambiental superiores.
Propriedades do Polietileno
O polietileno é um plástico semitransparente, de cor branco-leitosa e semelhante à cera, o que o torna 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 um dielétrico quase ideal para cabos de comunicação.
(2) Boas propriedades mecânicas: flexível, porém resistente, com boa resistência à deformação.
(3) Forte resistência ao envelhecimento térmico, fragilidade a baixas temperaturas e estabilidade química.
(4) Excelente resistência à água com baixa absorção de umidade; a resistência de isolamento geralmente não diminui quando imerso em água.
(5) Como material não polar, apresenta alta permeabilidade a gases, sendo o LDPE o plástico com maior permeabilidade a gases.
(6) Baixa gravidade específica, todas abaixo de 1. O LDPE é particularmente notável com aproximadamente 0,92 g/cm³, enquanto o HDPE, apesar de sua maior densidade, é de apenas cerca de 0,94 g/cm³.
(7) Boas propriedades de processamento: fácil de fundir e plastificar sem decomposição, resfria facilmente em forma e permite controle preciso sobre a geometria e dimensões do produto.
(8) Cabos fabricados com polietileno são leves, fáceis de instalar e simples de terminar. No entanto, o polietileno também apresenta diversas desvantagens: baixa temperatura de amolecimento; inflamabilidade, emitindo um odor semelhante ao da parafina quando queimado; baixa resistência à fissuração por tensão ambiental e à fluência. É necessário cuidado especial ao usar polietileno como isolamento ou revestimento para cabos submarinos ou cabos instalados em declives verticais acentuados.
Plásticos de polietileno para fios e cabos
(1) Plástico de polietileno isolante de uso geral
Composto exclusivamente por 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 teor e da dispersão do negro de fumo.
(3) Plástico de polietileno resistente a fissuras por tensão ambiental
Utiliza polietileno com índice de fluidez inferior a 0,3 e distribuição de massa molecular estreita. O polietileno também pode ser reticulado por irradiação ou métodos químicos.
(4) Plástico de polietileno para isolamento de alta tensão
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 elétrico, a resistência à erosão elétrica e a resistência ao efeito corona.
(5) Plástico de polietileno semicondutor
Produzido pela adição de negro de fumo condutor ao polietileno, normalmente utilizando negro de fumo de partículas finas e alta estrutura.
(6) Composto de cabo de poliolefina termoplástica de baixa emissão de fumaça e livre de halogênio (LSZH)
Este composto utiliza resina de polietileno como material base, incorporando retardantes de chama isentos de halogênio de alta eficiência, supressores de fumaça, estabilizadores térmicos, agentes antifúngicos e corantes, processados por meio de mistura, plastificação e granulação.
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 (em rede), convertendo o material termoplástico em um termofixo. Quando usado como isolante,XLPEPodem 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).
Data da publicação: 10 de abril de 2025