Что такое "сшитый" полиэтилен? Как "сшивают" полиэтилен?

При выборе труб для разводки систем холодного и горячего водоснабжения рассматривают различные варианты. Хочется выбрать такие трубы, которые были бы и надежными и долговечными. Благодаря современным технологиям на строительном рынке появились трубы из сшитого полиэтилена. Большинство людей до этого сталкивались только с металлическими или металлопластиковыми трубами, поэтому они задаются различными вопросами.

Что такое «сшитый полиэтилен»? Как сшивают полиэтилен? Для чего сшивают полиэтилен?

С полиэтиленом в первую очередь обычно ассоциируются различные товары повседневного применения. Например, полиэтиленовые пакеты, пленки, пластиковая посуда. Этот материал в настоящее время также стал популярен при производстве труб благодаря доступной цене на готовые изделия, а также благодаря своим отличительным физическим и химическим свойствам. Он нетоксичен, достаточно инертен, водонепроницаем, при определенных условиях обработки отличается высокой степенью механической прочности, а также является отличным диэлектриком, не подвержен коррозии. Для того, чтобы расширить сферу применения полиэтилена, ученые придумали уникальную технологию, позволяющую значительно улучшить физические свойства этого материал, называемую «сшивкой». Процесс сшивки полиэтилена представляет собой физический процесс, который изменяет молекулярную структуру материала без применения вредных химических веществ.

Сшивка» полиэтилена позволяет благодаря образованию поперечных связей надежно и прочно связывать звенья молекул между собой в широкую ячеистую трехмерную сетку. Все вещества состоят из атомов, группирующихся в молекулы. От прочности связей между атомами будут зависеть различные свойства вещества. Каким быть веществу – жидким, твердым или газообразным, определяет связь между атомами.

Оставить заявку
Ваше имя*
Телефон*
Сообщение

Наши специалисты

Седых Руслан Михайлович

Руководитель. Проектировщик.

Астахов Игорь Анатольевич
Астахов Игорь Анатольевич

Специалист сантехник Монтажник водоснабжения, канализации и отопления.

Седых Сергей Михайлович
Седых Сергей Михайлович

Специалист сантехник. Монтажник водоснабжения, отопления и канализации.

Будет ли вещество активно вступать в различные химические реакции с другими веществами, или оно будет инертным и стабильным, также зависит от связи между атомами этого вещества, то есть от прочности и структуры атомных связей.

Для того, чтобы вникнуть в сущность физико-химического процесса, происходящего при сшивке полиэтилена, необходимо разобраться в том, что представляют собой полимеры и каким образом они образуются.

Этилен (C2H4) – это простое органическое соединение, представляющее собой бесцветный горючий газ, имеющий слабый запах. Углерод (С) молекулы этилена образовывает 4 прочные химические связи, водород (Н) – одну. При этом молекула этилена не имеет свободных атомов, наиболее крепкая связь образуется только между атомами углерода, а вот связь углерода с водородом не очень прочная. Одна из связей между атомами углерода менее прочная, чем другая. Для того, чтобы разорвать связь между атомами, необходимо преодолеть силу межатомного притяжения. Этого можно добиться при помощи дополнительной энергии, переданной атомам, эта энергия должна быть больше силы межатомного притяжения. Этого условия можно достигнуть двумя различными способами - химическим способом или физическим путем. Для того, чтобы передать веществу дополнительную энергию, его необходимо нагреть, потому что многие химические реакции протекают исключительно при высоких температурах. Для того, чтобы разорвать связи между атомами у этилена, обычного нагрева недостаточно, однако существуют другие способы, которые позволяют частично разорвать двойную связь атомов углерода, позволяющие вытащить молекулу этилена в двухзвенную цепочку, каждое звено которой носит название мономера. Таким образом, из пары звеньев разрывается одно, менее прочное.Каждый такой мономер имеет две свободные химические связи, которые активно стремится задействовать к соединению. Мономеры начинают последовательно соединяться между собой, превращаясь в одну макромолекулу, называемую полимером. Подобным образом образуются другие полимеры, такие, как полипропилен, поливинилхлорид, цепочки которых имеют похожее, но более сложное строение.

Сшивка полиэтилена – это способ соединения между собой отдельных цепочек полимеров, соединяющий в результате полимеризации отдельные нити полимерного вещества в сеть. Благодаря такой технологии сшитый полиэтилен становится более прочным, отличается высокой степенью тугоплавкости, становится способным выдерживать высокие температуры, в отличие от своего обычного несшитого аналога. Разорвать второстепенные межатомные связи, для того, чтобы в процессе сшивки стало возможным использование соединения этих цепочек между собой, можно физическим или химическим способами. Менее прочные химические связи между углеродом и водородом разорвать легче, связь между двумя молекулами углерода остается целой, поэтому полимерная цепочка в процессе сшивки не повреждается. При производстве труб из сшитого полиэтилена существует три метода – пероксидный и силановый – химические, и радиационный - физический.

Принципиальных отличий в этих способах сшивки нет. В одном случае будет задействована внутренняя химическая энергия вещества, во втором - энергия заряженных частиц – электронов. Однако в технологическом отношении существует определенная разница. Сшивка полиэтилена химическим способом более дорогая, но более полная. При применении пероксидного способа сшивается 90% полиэтилена, при радиационном облучении сшивается в основном не более 70%. Однако для производства качественных труб радиационный способ применяется чаще, термоусадка при 75% сшивки – это отличный результат и достаточный показатель прочности и надежности.

Радиационный способ выбран для промышленного производства труб из сшитого полиэтилена также благодаря тому, что его основные достоинства – высокая производительность и технологичность. При облучении полиэтилена при помощи мощного потока заряженных частиц отдельные атомы водорода отрываются от полимерных цепочек, образовавшиеся свободные связи между атомами углерода стремятся вновь вступить в реакцию, но не с атомами водорода, а друг с другом, сшиваясь при этом и образуя между собой дополнительную и прочную связь. Атомы водорода таким же образом взаимодействуют между собой. В результате образуется прочная трехмерная структура, состоящая из полимерных цепочек полиэтилена. Упорядоченную сетчатую структуру полученного вещества можно сравнить с кристаллической решеткой, свойственной твердым веществам. Поэтому процесс получил название поперечной сшивки полиэтилена.

Можно также встретить другие термины – например, модифицированный полиэтилен, радиационно-сшитый полиэтилен, радиационно-модифицированный полиэтилен и т.д. После сшивки полиэтилен приобретает не только способность выдерживать высокие температуры, но и еще одно очень ценное и важное свойство – память формы, превращаясь из аморфного куска пластмассы в вещество с четкой упорядоченной внутренней структурой.

При растяжении нагретого модифицированного полиэтилена в образованных химических связях происходит нарушение внутреннего равновесия, вызывающее упругие напряжения структуры. После охлаждения полиэтилен застывает и сохраняет новую форму, стремясь при нагреве вернуться в исходное состояние. Метод сшивки применим в различной степени к другим видам полимеров - поливинилхлориду, полиэтилентерефталату, поливинилиденфториду, политетрафторэтилену, силикону и т.д. Однако не всегда можно обойтись только применением способа радиационного облучения, потому что некоторые молекулы требуют другого подхода к процессу сшивки.

Сшитый полиэтилен используют для производства различных термоусаживаемых трубок, перчаток, пленок для вакуумных упаковочных материалов, а также при производстве полимерных водонапорных труб, пришедших в настоящее время на замену старым изношенным металлическим трубам. Трубы из сшитого полиэтилена можно применять для разводки систем холодного и горячего водоснабжения и систем отопления,

Оставить заявку
Ваше имя*
Телефон*
Сообщение