Polyolefínové materiály, známe svojimi vynikajúcimi elektrickými vlastnosťami, spracovateľnosťou a environmentálnymi vlastnosťami, sa stali jedným z najpoužívanejších izolačných a plášťových materiálov v priemysle drôtov a káblov.
Polyolefíny sú polyméry s vysokou molekulovou hmotnosťou syntetizované z olefínových monomérov, ako je etylén, propylén a butén. Nachádzajú široké uplatnenie v káblovom, obalovom, stavebníctve, automobilovom a lekárskom priemysle.
Pri výrobe káblov ponúkajú polyolefínové materiály nízku dielektrickú konštantu, vynikajúcu izoláciu a vynikajúcu chemickú odolnosť, čo zaisťuje dlhodobú stabilitu a bezpečnosť. Ich bezhalogénové a recyklovateľné vlastnosti sú tiež v súlade s modernými trendmi v zelenej a udržateľnej výrobe.
I. Klasifikácia podľa typu monoméru
1. Polyetylén (PE)
Polyetylén (PE) je termoplastická živica polymerizovaná z etylénových monomérov a je jedným z najpoužívanejších plastov na svete. Na základe hustoty a molekulárnej štruktúry sa delí na typy LDPE, HDPE, LLDPE a XLPE.
(1)Polyetylén s nízkou hustotou (LDPE)
Štruktúra: Vyrobená polymerizáciou voľnými radikálmi za vysokého tlaku; obsahuje veľa rozvetvených reťazcov s kryštalinitou 55 – 65 % a hustotou 0,91 – 0,93 g/cm³.
Vlastnosti: Mäkký, priehľadný a odolný voči nárazu, ale má strednú tepelnú odolnosť (do približne 80 °C).
Použitie: Bežne sa používa ako plášťový materiál pre komunikačné a signálne káble, vyvažuje flexibilitu a izoláciu.
(2) Polyetylén s vysokou hustotou (HDPE)
Štruktúra: Polymerizovaná za nízkeho tlaku s katalyzátormi Ziegler-Natta; má málo alebo žiadne vetvenia, vysokú kryštalinitu (80 – 95 %) a hustotu 0,94 – 0,96 g/cm³.
Vlastnosti: Vysoká pevnosť a tuhosť, vynikajúca chemická stabilita, ale mierne znížená húževnatosť pri nízkych teplotách.
Použitie: Široko používaný na izolačné vrstvy, komunikačné potrubia a plášte optických káblov, poskytuje vynikajúcu ochranu pred poveternostnými vplyvmi a mechanickým poškodením, najmä pri vonkajších alebo podzemných inštaláciách.
(3) Lineárny polyetylén s nízkou hustotou (LLDPE)
Štruktúra: Kopolymerizované z etylénu a α-olefínu s krátkym rozvetvením reťazca; hustota medzi 0,915 – 0,925 g/cm³.
Vlastnosti: Kombinuje flexibilitu a pevnosť s vynikajúcou odolnosťou proti prepichnutiu.
Použitie: Vhodné pre plášťové a izolačné materiály v kábloch nízkeho a stredného napätia a ovládacích kábloch, zvyšujúce odolnosť proti nárazu a ohybu.
(4)Zosieťovaný polyetylén (XLPE)
Štruktúra: Trojrozmerná sieť vytvorená chemickým alebo fyzikálnym zosieťovaním (silán, peroxid alebo elektrónový lúč).
Vlastnosti: Vynikajúca tepelná odolnosť, mechanická pevnosť, elektrická izolácia a odolnosť voči poveternostným vplyvom.
Použitie: Široko používaný v kábloch stredného a vysokého napätia, nových energetických kábloch a automobilových káblových zväzkoch – bežný izolačný materiál v modernej výrobe káblov.
2. Polypropylén (PP)
Polypropylén (PP), polymerizovaný z propylénu, má hustotu 0,89 – 0,92 g/cm³, bod topenia 164 – 176 °C a prevádzkový teplotný rozsah od –30 °C do 140 °C.
Vlastnosti: Ľahká, vysoká mechanická pevnosť, vynikajúca chemická odolnosť a vynikajúca elektrická izolácia.
Použitie: Používa sa predovšetkým ako bezhalogénový izolačný materiál v kábloch. S rastúcim dôrazom na ochranu životného prostredia zosieťovaný polypropylén (XLPP) a modifikovaný kopolymér PP čoraz viac nahrádzajú tradičný polyetylén vo vysokoteplotných a vysokonapäťových káblových systémoch, ako sú železničné, veterné a elektrické vozidlá.
3. Polybutylén (PB)
Polybutylén zahŕňa poly(1-butén) (PB-1) a polyizobutylén (PIB).
Vlastnosti: Vynikajúca tepelná odolnosť, chemická stabilita a odolnosť voči tečeniu.
Použitie: PB-1 sa používa v potrubiach, fóliách a obaloch, zatiaľ čo PIB sa široko používa pri výrobe káblov ako vodotesný gél, tesniaci materiál a plniaca hmota vďaka svojej nepriepustnosti pre plyny a chemickej inertnosti – bežne sa používa v optických kábloch na utesnenie a ochranu pred vlhkosťou.
II. Ďalšie bežné polyolefínové materiály
(1) Kopolymér etylén-vinylacetátu (EVA)
EVA kombinuje etylén a vinylacetát, vyznačuje sa flexibilitou a odolnosťou voči chladu (zachováva si flexibilitu aj pri –50 °C).
Vlastnosti: Mäkký, odolný voči nárazom, netoxický a odolný voči starnutiu.
Použitie: V kábloch sa EVA často používa ako modifikátor flexibility alebo nosná živica v nízkodymových a nulových halogénových formuláciách (LSZH), čím sa zlepšuje stabilita pri spracovaní a flexibilita ekologických izolačných a plášťových materiálov.
(2) Polyetylén s ultravysokou molekulovou hmotnosťou (UHMWPE)
S molekulovou hmotnosťou presahujúcou 1,5 milióna je UHMWPE špičkový technický plast.
Vlastnosti: Najvyššia odolnosť voči opotrebovaniu spomedzi plastov, päťkrát väčšia rázová húževnatosť ako ABS, vynikajúca chemická odolnosť a nízka absorpcia vlhkosti.
Použitie: Používa sa v optických kábloch a špeciálnych kábloch ako vysoko odolný plášť alebo povlak pre ťahové prvky, čím sa zvyšuje odolnosť voči mechanickému poškodeniu a oderu.
III. Záver
Polyolefínové materiály neobsahujú halogény, produkujú málo dymu a sú netoxické pri horení. Poskytujú vynikajúcu elektrickú, mechanickú a spracovateľskú stabilitu a ich výkon je možné ďalej zlepšiť technológiami štepenia, miešania a zosieťovania.
Vďaka kombinácii bezpečnosti, šetrnosti k životnému prostrediu a spoľahlivého výkonu sa polyolefínové materiály stali základným materiálovým systémom v modernom priemysle drôtov a káblov. S rastom sektorov ako vozidlá na nové zdroje energie, fotovoltaika a dátová komunikácia budú inovácie v aplikáciách polyolefínov ďalej poháňať vysokovýkonný a udržateľný rozvoj káblového priemyslu.
Čas uverejnenia: 17. októbra 2025