Op elektrisch gebied zijn isolatie- en ommantelingsmaterialen een van de essentiële zaken voor elektrische draden en kabels.Jarenlang was het isolatiemateriaal bij uitstek voor stroomkabels olie-geïmpregneerd papier vanwege de uitstekende elektrische eigenschappen.Het heeft ook het vermogen om een hoge mate van thermische overbelasting te weerstaan zonder overmatige achteruitgang.Vanwege de hygroscopische aard ervan is de metalen omhulling echter door vocht gecorrodeerd.Er was daarom al lang behoefte aan een isolatiemateriaal voor stroomkabels, dat een combinatie had van de niet-hygroscopische aard van thermoplastische materialen.
Het voortdurende onderzoek naar zo’n droommateriaal resulteerde uiteindelijk in de ontdekking van het verknoopte polyethyleen.Het verknopen van polymeren verwijst naar de wijziging van polymeereigenschappen door chemische verbindingen tussen individuele macromoleculen tot stand te brengen.Door de polymeren, zoals polyethyleen, te verknopen, wordt een driedimensionaal netwerk van bindingen gevormd tussen polymeerketens, waardoor het molecuulgewicht toeneemt.Dit is analoog aan het mechanisme van het ‘vulcaniseren van rubber’.
Het conventionele proces van 'vulkanisatie' omvat het verwarmen en toevoegen van zwavel of andere chemicaliën om verknopingen te vormen tussen de karakteristieke lange ketens van elastomeermoleculen.Dit proces is lang geleden begonnen en wordt nog steeds gebruikt.De eigenschap van het polymeer hangt af van de gebruikte hoeveelheid zwavel.Hoe meer zwavel er wordt gebruikt, hoe harder het product is, dat bestand is tegen hogere temperaturen, drukken en mechanische problemen met de integriteit ervan.Maar zwavelvulkanisatie heeft ernstige nadelen met betrekking tot de menselijke gezondheid en het milieu en heeft enkele economische nadelen.Bovendien heeft het een hoge temperatuur nodig om de chemische reactie op gang te brengen, stoot het geurige en giftige gassen uit en produceert het talloze ongewenste chemische resten die uit het eindproduct moeten worden verwijderd.
'Radiation crosslinking' is de beproefde methode die al deze negatieve effecten van het vulkanisatieproces omzeilt.Het is een methode bij kamertemperatuur die op zichzelf een belangrijk kostenvoordeel heeft.Het is gemakkelijk te controleren en de gewenste eigenschappen van het polymeer worden eenvoudigweg verkregen door de dosis (bestralingstijd) te veranderen.De getransformeerde materialen zijn op geen enkele manier inferieur aan de materialen die door zwavelvulkanisatie worden geproduceerd.
Het primaire doel van verknoping is het verbeteren van de thermische weerstand.Over het algemeen bedraagt de maximaal toegestane temperatuur bij kortsluiting 140⬚C. Voor niet-verknoopte polyethyleenkabels kan deze worden opgewaardeerd tot 250⬚C door middel van het stralingsverknopingsproces.Het tweede meest voorkomende doel is het geheugeneffect, zoals weergegeven door krimpkousen.Dit is de ongebruikelijke en waardevolle eigenschap van bestraald polyethyleen en blijft voor onbepaalde tijd in het polymeer behouden, ongeacht de tijd en het daaropvolgende aantal vervormingen.Als polyethyleen dus in een gedeeltelijk kristallijne vorm wordt bestraald (dat wil zeggen onder het smeltpunt) en vervolgens wordt verwarmd om de kristallen te verwijderen, kan het aanzienlijk worden vervormd (bijvoorbeeld door uitrekken) en vervolgens weer worden afgekoeld tot kristallen die het in zijn nieuwe vorm kunnen hervormen.Als het materiaal opnieuw boven het smeltpunt wordt verwarmd, verdwijnen deze kristallen en zal het rubberachtige polyethyleen de neiging hebben terug te keren naar de vorm als het tijdens de bestraling mogelijk maanden of jaren daarvoor wordt vastgehouden.Krimpkous wordt vervaardigd door een speciaal samengesteld polymeer in een buis te extruderen en deze buis vervolgens te vernetten.Na het verknopen wordt de buis verwarmd, geëxpandeerd en afgekoeld in geëxpandeerde vorm.Deze uitgezette buis zal, zodra hij opnieuw wordt verwarmd, terugkrimpen naar zijn oorspronkelijke vorm, wat te wijten is aan het geheugeneffect van verknoping.Omdat de polymeermoleculen chemisch met elkaar verbonden zijn en niet langer willekeurig kunnen bewegen, worden verschillende eigenschappen zoals hittebestendigheid, slijtvastheid, maatvastheid, hechtingseigenschappen enz. verbeterd.Verknoping kan dus de gewenste eigenschappen aan het polymeer verlenen, dat wil zeggen taaiheid, flexibiliteit, slagvastheid, chemische bestendigheid enz. Bestraald polyethyleen wordt op grote schaal gebruikt voor door warmte krimpbare films voor verpakking, inkapseling en voor elektrische verbindingen, die gemakkelijk door hitte op andere componenten kunnen worden gekrompen. .Voor de flexibiliteit is de installatie van gecrosslinkte draad/kabel eenvoudiger en is er geen hoogtebeperking.Bovendien is er geen metalen omhulsel nodig voor onderhoud.Bovendien liggen de trekeigenschappen tussen een thermoplastisch materiaal en een anelastomeer.
Posttijd: 18 februari 2017