Википедия

Сшитый полиэтилен

16 Июл, 2025 / 03:03

Сшитый полиэтилен (PE-X или XLPE, ПЭ-С) — полимер этилена с поперечно сшитыми молекулами (PE — PolyEthylene, X — Cross-linked).

image
Рулон физически сшитого пенополиэтилена

Во вспененном виде поперечно-связанная молекулярная структура сшитого полиэтилена обладает высокой прочностью и плотностью, низкой теплопроводностью, низким влагопоглощением, высокой стойкостью к химическим воздействиям и хорошими показателями поглощения ударного шума. Сшитый пенополиэтилен отличается сложной технологией производства, экологической безопасностью. Молекулы сшиваются за счёт химических веществ введённых в полимер или за счёт облучения пучком электронов, поэтому различают химически и физически (радиационно) сшитый полиэтилен.

image
Пример исполнения трубы из сшитого полиэтилена

При сшивке в молекулярных цепочках, содержащих атомы углерода и водорода, под воздействием определённых факторов (повышенная температура, кислород, облучение электронами высокой энергии), отрываются отдельные атомы водорода. Образовавшаяся свободная связь используется для соединения отдельных цепочек между собой.

Технология производства

Химическая сшивка
image
На фото изображён химически сшитый пенополиэтилен
  1. Смешение и гомогенизация компонентов, основными из которых являются полиэтилен низкой плотности (LDPE). В состав также входят вспениватель, катализаторы вспенивания, стабилизаторы и другие добавки.
    image
    Физически сшитый пенополиэтилен
  2. Нагрев матрикса, вследствие чего происходит сшивка с одновременным вспениванием материала.

Химически сшитый пенополиэтилен эластичен, имеет мелко пористую структуру (размер пор <1 мм). Пора закрытая (в отличие от поролона) поверхность со значительной шероховатостью.

Физическая сшивка
  1. Смешение и гомогенизация компонентов, основными из которых являются полиэтилен низкой плотности (LDPE). В состав также входят вспениватель, катализаторы вспенивания, стабилизаторы и другие добавки;
  2. Облучение экструдированного листа быстрыми электронами, которые генерируются ускорителем, содержащим эмиттер электронов и систему их разгона до требуемых уровней энергии;
  3. Вспенивание облучённого экструдированного листа в специальной печи вспенивания, содержащей ряд функциональных зон и несколько типов источников нагрева — получение собственно физически сшитого пенополиэтилена.

Физически сшитый пенополиэтилен эластичен, имеет микропористую структуру. Пора закрытая. Поверхность гладкая.

Технологии производства сшитого полиэтилена PE-X для труб
  1. Пероксидная (нагрев в присутствии пероксидов), при которой получают материал с обозначением PEX-A. Трубы PEX-A обладают лучшими характеристиками устойчивости к нагрузкам среди всех разновидностей. Сшивание пероксидом позволяет скрепить до 90 % макромолекул. При разматывании бухты они быстро выпрямляются и хорошо держат форму. На изгибах (в пределах допустимых норм и соблюдении технологии) не заламываются;
  2. Силановая (обработка влагой, в которую предварительно был имплантирован силан + катализатор), при которой получают материал с обозначением PEX-B. Сшивка силаном даёт около 80% скрепления молекул исходного полимера. Производственный процесс проходит в два этапа. На первом полимер насыщается силаном, на втором – насыщается дополнительной водой (гидратируется). Трубы не уступают по прочности пероксидным, но менее эластичны и хуже восстанавливают первоначальную форму;
  3. Электронная (облучение пучком электронов), при которой получают материал PEX-C. Здесь применяется облучение пучком электронов высокой энергии промышленного ускорителя для сшивки полимеров, выход поперечных связей в готовом материале составляет около 60% от общего числа возможных. Выходные характеристики материала зависят от пространственной ориентации при производстве. Трубы получаются не слишком гибкими, склонными к заломам. Заломы устранить можно только с помощью соединительной муфты;
  4. Азотная, при которой получают материал с обозначением PEX-D. Полезный выход здесь около 70%, что больше, чем у PEX-C. Однако эта технология самая сложная в практической реализации и производители от её использования постепенно отказываются.

Преимущества сшивки

За счёт сшивки молекул вспененного полиэтилена улучшаются следующие параметры:

  • теплостойкость (рабочий температурный интервал сшитых пенополиэтиленов, как правило, на 20-30 °C выше не сшитых);
  • физико-механические показатели (разрушающее напряжение при растяжении, предел прочности при сжатии, относительная остаточная деформация при сжатии, динамическая жесткость) при равной плотности и толщине могут быть лучше на 5-15%;
  • возможность использования сшитого пенополиэтилена при кратковременных точечных нагрузках (5-20 кг/см2 (50-200 тонн/м2), использование «несшитого» пенополиэтилена в данном случае не желательно, так как ячейки могут необратимо деформироваться (лопаться));
  • стойкость к ультрафиолету и атмосферостойкость;
  • стабильность геометрических размеров;
  • Показатели качества:
Показатель Сшитый

полиэтилен

ПЭВД

(LDPE)

Пенополиетилен Пенополиэтилен

не сшитый

Доля сшивки. % 60-90 <3 не определяется1 не определяется1
Плотность, кг/м3 940-960 900-930 25-200 17-40
Температура размягчения, °С 130-140 100 нет данных 100
Максимальная рабочая температура, °С 90-95 - 95 85
Удлинение при разрыве, % 350-500 100-800 100-160 100-200
Напряжение на разрыв, МПа

В продольном направлении

В поперечном направлении

20-25


7-17 >0,25

>0,2

~0,36

~0,17

Коэффициент теплопроводности ʎ25, Вт/мК 0,35-0,4 0,20-0,36 0,039-0,05 0,039-0,045
Модуль упругости на изгиб, МПа 600-900 118-225 - -
Динамический модуль упругости, МПа - - 0,14-1,80 0,12-0,93
Относительное сжатие, нагрузка 2000 кПа - - 0,01-0,1 0,02-0,1
Остаточная деформация, %

(после 25% линейной деформации)

- - <7 3-6
Срок службы2, лет 3-50 - 50 50

Примечания:

  1. Стандартизированная методика ГОСТ Р 57748-2017, не пригодна для определения доли сшивки вспененных материалов.
  2. Срок службы для труб нормирует ГОСТ Р 57748-2017. Сроки службы сильно сокращаются при высокой температуре теплоносителя, так при температуре до 70 °С срок службы труб 25 лет и более. При температуре 95 °С срок службы сокращается до 2-3 лет. Срок службы пенополиэтиленов определен по ГОСТ ISO 188-2003. Эта методика даёт не релевантные результаты для полимерных материалов, чей срок службы отличается от срока хранения.
image
Физически сшитый пенополиэтилен с клеевым слоем, в форме ролика
image
Пример изделия из физически сшитого пенополиэтилена. Туристические ковры.

Области применения сшитого пенополиэтилена

image
Пример изделий из сшитого полиэтилена — водяной тёплый пол
  • строительно-ремонтная отрасль (теплоизоляция; снижение ударного шума в конструкциях плавающих полов и ступеней, а также в качестве подложки под паркет, доску-ламинат и различные напольные покрытия; звукоизоляция; гидроизоляция);
  • кабельная промышленность (изоляция жил и внешняя оболочка кабелей и проводов);
  • автомобилестроение (формирование интерьера автомобиля, панелей приборов, дверных карт; тепло- , шумоизоляция, формирование воздуховодов и другое);
  • медицина (изготовление пластырей, бандажа, применение в ортопедической обуви);
  • обувная промышленность (формование стелек, запятников, мягких вставок);
  • спорт, отдых, туризм (применение в виде ковров, матов, плавательных досок, спасательных средств и т. д.);
  • авиа и вертолетостроение (теплоизоляция);
  • армия, спецподразделения (ковры хаки).

Области применения сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен обладает уникальными свойствами по прочности и стойкости к различным разрушающим явлениям, исключая высокую температуру.

  • Изготовление напорных труб для холодного и горячего водоснабжения;
  • Изготовление систем отопления;
  • Изготовление изоляции кабелей высокого напряжения;
  • Изготовление специальных строительных материалов и как элемент конструкционного назначения.

Литература

  • ГОСТ Р 57748-2017 «Композиты полимерные. Метод определения параметров полимерной сетки сшитого сверхвысокомолекулярного полиэтилена в растворителе»
  • ГОСТ 32415-2013 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия»
  • В. К. Князев, Н. А. Сидоров. Облучённый полиэтилен в технике. М., «Химия», 1974, 376 с.
  • Князев В. К., Сидоров Н. А. Применение облучённого полиэтилена в радиоэлектронике. М., «Энергия», 1972. 64 с.
  • Прижижецкий С. И., Самсоненко А. В. «Новый стандарт проектирования тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.», Промышленное и Гражданское Строительство 12/2008, Издательство «ПГС», ISSN 0869-7019
  • Батраков А. Н., Амплеева И. А., «Сшитые и несшитые пены, их сходство и различие», Промышленное и Гражданское Строительство 9/2005, Издательство «ПГС», ISSN 0869-7019
  • А. И. Ларионов, Г. Н. Матюхина, К. А. Чернова, «Пенополиэтилен, его свойства и применение», Ленинградский дом научно-технической пропаганды, г. Ленинград, 1973 г.
  • И. В. Кулешов, Р. В. Торнер, «Теплоизоляция из вспененных полимеров», Москва Стройиздат 1987 г.
  • Берлин А. А. Основы производства газонаполненных пластмасс и эластомеров. М" Гюсхимиздат, 1954.
  • Воробьёв В. А, Андрианов Р А, Федосеев Г П Полимерные теплоизоляционные материалы в строительстве М., ВЗСТ, МВнССО РСФСР, 1964

Ссылки

  • ASTM D2765 — 01(2006) Standard Test Methods for Determination of Gel Content and Swell Ratio of Crosslinked Ethylene Plastics

Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Сшитый полиэтилен, Что такое Сшитый полиэтилен? Что означает Сшитый полиэтилен?

Etu stranicu predlagaetsya pereimenovat v Sshityj penopolietilen Poyasnenie prichin i obsuzhdenie na stranice Vikipediya K pereimenovaniyu 19 maya 2022 Pozhalujsta osnovyvajte svoi argumenty na pravilah imenovaniya statej Ne udalyajte shablon do podvedeniya itoga obsuzhdeniya Pereimenovat v predlozhennoe nazvanie snyat etot shablon Sshityj polietilen PE X ili XLPE PE S polimer etilena s poperechno sshitymi molekulami PE PolyEthylene X Cross linked Rulon fizicheski sshitogo penopolietilena Vo vspenennom vide poperechno svyazannaya molekulyarnaya struktura sshitogo polietilena obladaet vysokoj prochnostyu i plotnostyu nizkoj teploprovodnostyu nizkim vlagopoglosheniem vysokoj stojkostyu k himicheskim vozdejstviyam i horoshimi pokazatelyami poglosheniya udarnogo shuma Sshityj penopolietilen otlichaetsya slozhnoj tehnologiej proizvodstva ekologicheskoj bezopasnostyu Molekuly sshivayutsya za schyot himicheskih veshestv vvedyonnyh v polimer ili za schyot oblucheniya puchkom elektronov poetomu razlichayut himicheski i fizicheski radiacionno sshityj polietilen Primer ispolneniya truby iz sshitogo polietilena Pri sshivke v molekulyarnyh cepochkah soderzhashih atomy ugleroda i vodoroda pod vozdejstviem opredelyonnyh faktorov povyshennaya temperatura kislorod obluchenie elektronami vysokoj energii otryvayutsya otdelnye atomy vodoroda Obrazovavshayasya svobodnaya svyaz ispolzuetsya dlya soedineniya otdelnyh cepochek mezhdu soboj Tehnologiya proizvodstvaHimicheskaya sshivkaNa foto izobrazhyon himicheski sshityj penopolietilenSmeshenie i gomogenizaciya komponentov osnovnymi iz kotoryh yavlyayutsya polietilen nizkoj plotnosti LDPE V sostav takzhe vhodyat vspenivatel katalizatory vspenivaniya stabilizatory i drugie dobavki Fizicheski sshityj penopolietilen Nagrev matriksa vsledstvie chego proishodit sshivka s odnovremennym vspenivaniem materiala Himicheski sshityj penopolietilen elastichen imeet melko poristuyu strukturu razmer por lt 1 mm Pora zakrytaya v otlichie ot porolona poverhnost so znachitelnoj sherohovatostyu Fizicheskaya sshivkaSmeshenie i gomogenizaciya komponentov osnovnymi iz kotoryh yavlyayutsya polietilen nizkoj plotnosti LDPE V sostav takzhe vhodyat vspenivatel katalizatory vspenivaniya stabilizatory i drugie dobavki Obluchenie ekstrudirovannogo lista bystrymi elektronami kotorye generiruyutsya uskoritelem soderzhashim emitter elektronov i sistemu ih razgona do trebuemyh urovnej energii Vspenivanie obluchyonnogo ekstrudirovannogo lista v specialnoj pechi vspenivaniya soderzhashej ryad funkcionalnyh zon i neskolko tipov istochnikov nagreva poluchenie sobstvenno fizicheski sshitogo penopolietilena Fizicheski sshityj penopolietilen elastichen imeet mikroporistuyu strukturu Pora zakrytaya Poverhnost gladkaya Tehnologii proizvodstva sshitogo polietilena PE X dlya trubPeroksidnaya nagrev v prisutstvii peroksidov pri kotoroj poluchayut material s oboznacheniem PEX A Truby PEX A obladayut luchshimi harakteristikami ustojchivosti k nagruzkam sredi vseh raznovidnostej Sshivanie peroksidom pozvolyaet skrepit do 90 makromolekul Pri razmatyvanii buhty oni bystro vypryamlyayutsya i horosho derzhat formu Na izgibah v predelah dopustimyh norm i soblyudenii tehnologii ne zalamyvayutsya Silanovaya obrabotka vlagoj v kotoruyu predvaritelno byl implantirovan silan katalizator pri kotoroj poluchayut material s oboznacheniem PEX B Sshivka silanom dayot okolo 80 skrepleniya molekul ishodnogo polimera Proizvodstvennyj process prohodit v dva etapa Na pervom polimer nasyshaetsya silanom na vtorom nasyshaetsya dopolnitelnoj vodoj gidratiruetsya Truby ne ustupayut po prochnosti peroksidnym no menee elastichny i huzhe vosstanavlivayut pervonachalnuyu formu Elektronnaya obluchenie puchkom elektronov pri kotoroj poluchayut material PEX C Zdes primenyaetsya obluchenie puchkom elektronov vysokoj energii promyshlennogo uskoritelya dlya sshivki polimerov vyhod poperechnyh svyazej v gotovom materiale sostavlyaet okolo 60 ot obshego chisla vozmozhnyh Vyhodnye harakteristiki materiala zavisyat ot prostranstvennoj orientacii pri proizvodstve Truby poluchayutsya ne slishkom gibkimi sklonnymi k zalomam Zalomy ustranit mozhno tolko s pomoshyu soedinitelnoj mufty Azotnaya pri kotoroj poluchayut material s oboznacheniem PEX D Poleznyj vyhod zdes okolo 70 chto bolshe chem u PEX C Odnako eta tehnologiya samaya slozhnaya v prakticheskoj realizacii i proizvoditeli ot eyo ispolzovaniya postepenno otkazyvayutsya Preimushestva sshivkiZa schyot sshivki molekul vspenennogo polietilena uluchshayutsya sleduyushie parametry teplostojkost rabochij temperaturnyj interval sshityh penopolietilenov kak pravilo na 20 30 C vyshe ne sshityh fiziko mehanicheskie pokazateli razrushayushee napryazhenie pri rastyazhenii predel prochnosti pri szhatii otnositelnaya ostatochnaya deformaciya pri szhatii dinamicheskaya zhestkost pri ravnoj plotnosti i tolshine mogut byt luchshe na 5 15 vozmozhnost ispolzovaniya sshitogo penopolietilena pri kratkovremennyh tochechnyh nagruzkah 5 20 kg sm2 50 200 tonn m2 ispolzovanie nesshitogo penopolietilena v dannom sluchae ne zhelatelno tak kak yachejki mogut neobratimo deformirovatsya lopatsya stojkost k ultrafioletu i atmosferostojkost stabilnost geometricheskih razmerov Pokazateli kachestva Pokazatel Sshityj polietilen PEVD LDPE Penopolietilen Penopolietilen ne sshityjDolya sshivki 60 90 lt 3 ne opredelyaetsya1 ne opredelyaetsya1Plotnost kg m3 940 960 900 930 25 200 17 40Temperatura razmyagcheniya S 130 140 100 net dannyh 100Maksimalnaya rabochaya temperatura S 90 95 95 85Udlinenie pri razryve 350 500 100 800 100 160 100 200Napryazhenie na razryv MPa V prodolnom napravlenii V poperechnom napravlenii 20 25 7 17 gt 0 25 gt 0 2 0 36 0 17Koefficient teploprovodnosti ʎ25 Vt mK 0 35 0 4 0 20 0 36 0 039 0 05 0 039 0 045Modul uprugosti na izgib MPa 600 900 118 225 Dinamicheskij modul uprugosti MPa 0 14 1 80 0 12 0 93Otnositelnoe szhatie nagruzka 2000 kPa 0 01 0 1 0 02 0 1Ostatochnaya deformaciya posle 25 linejnoj deformacii lt 7 3 6Srok sluzhby2 let 3 50 50 50 Primechaniya Standartizirovannaya metodika GOST R 57748 2017 ne prigodna dlya opredeleniya doli sshivki vspenennyh materialov Srok sluzhby dlya trub normiruet GOST R 57748 2017 Sroki sluzhby silno sokrashayutsya pri vysokoj temperature teplonositelya tak pri temperature do 70 S srok sluzhby trub 25 let i bolee Pri temperature 95 S srok sluzhby sokrashaetsya do 2 3 let Srok sluzhby penopolietilenov opredelen po GOST ISO 188 2003 Eta metodika dayot ne relevantnye rezultaty dlya polimernyh materialov chej srok sluzhby otlichaetsya ot sroka hraneniya Fizicheski sshityj penopolietilen s kleevym sloem v forme rolikaPrimer izdeliya iz fizicheski sshitogo penopolietilena Turisticheskie kovry Oblasti primeneniya sshitogo penopolietilenaV razdele ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 7 iyunya 2020 Primer izdelij iz sshitogo polietilena vodyanoj tyoplyj polstroitelno remontnaya otrasl teploizolyaciya snizhenie udarnogo shuma v konstrukciyah plavayushih polov i stupenej a takzhe v kachestve podlozhki pod parket dosku laminat i razlichnye napolnye pokrytiya zvukoizolyaciya gidroizolyaciya kabelnaya promyshlennost izolyaciya zhil i vneshnyaya obolochka kabelej i provodov avtomobilestroenie formirovanie interera avtomobilya panelej priborov dvernyh kart teplo shumoizolyaciya formirovanie vozduhovodov i drugoe medicina izgotovlenie plastyrej bandazha primenenie v ortopedicheskoj obuvi obuvnaya promyshlennost formovanie stelek zapyatnikov myagkih vstavok sport otdyh turizm primenenie v vide kovrov matov plavatelnyh dosok spasatelnyh sredstv i t d avia i vertoletostroenie teploizolyaciya armiya specpodrazdeleniya kovry haki Oblasti primeneniya sshitogo polietilenaSshityj polietilen obladaet unikalnymi svojstvami po prochnosti i stojkosti k razlichnym razrushayushim yavleniyam isklyuchaya vysokuyu temperaturu Izgotovlenie napornyh trub dlya holodnogo i goryachego vodosnabzheniya Izgotovlenie sistem otopleniya Izgotovlenie izolyacii kabelej vysokogo napryazheniya Izgotovlenie specialnyh stroitelnyh materialov i kak element konstrukcionnogo naznacheniya LiteraturaGOST R 57748 2017 Kompozity polimernye Metod opredeleniya parametrov polimernoj setki sshitogo sverhvysokomolekulyarnogo polietilena v rastvoritele GOST 32415 2013 Truby napornye iz termoplastov i soedinitelnye detali k nim dlya sistem vodosnabzheniya i otopleniya Obshie tehnicheskie usloviya V K Knyazev N A Sidorov Obluchyonnyj polietilen v tehnike M Himiya 1974 376 s Knyazev V K Sidorov N A Primenenie obluchyonnogo polietilena v radioelektronike M Energiya 1972 64 s Prizhizheckij S I Samsonenko A V Novyj standart proektirovaniya teplovoj izolyacii oborudovaniya i truboprovodov Promyshlennoe i Grazhdanskoe Stroitelstvo 12 2008 Izdatelstvo PGS ISSN 0869 7019 Batrakov A N Ampleeva I A Sshitye i nesshitye peny ih shodstvo i razlichie Promyshlennoe i Grazhdanskoe Stroitelstvo 9 2005 Izdatelstvo PGS ISSN 0869 7019 A I Larionov G N Matyuhina K A Chernova Penopolietilen ego svojstva i primenenie Leningradskij dom nauchno tehnicheskoj propagandy g Leningrad 1973 g I V Kuleshov R V Torner Teploizolyaciya iz vspenennyh polimerov Moskva Strojizdat 1987 g Berlin A A Osnovy proizvodstva gazonapolnennyh plastmass i elastomerov M Gyushimizdat 1954 Vorobyov V A Andrianov R A Fedoseev G P Polimernye teploizolyacionnye materialy v stroitelstve M VZST MVnSSO RSFSR 1964SsylkiASTM D2765 01 2006 Standard Test Methods for Determination of Gel Content and Swell Ratio of Crosslinked Ethylene Plastics

16 Июл, 2025 / 03:03
NiNa.Az

NiNa.Az

NiNa.Az - Абсолютно бесплатная система, которая делится для вас информацией и контентом 24 часа в сутки.
Взгляните
Закрыто
© 2019 NiNa.Az - Все права защищены.
Авторские права: Dadash Mammadov