Métodos y variedades de síntesis de polietileno
(1) Polietileno de baja densidad (LDPE)
Cuando se añaden trazas de oxígeno o peróxidos como iniciadores al etileno puro, se comprime a aproximadamente 202,6 kPa y se calienta a unos 200 °C, el etileno se polimeriza en polietileno blanco y ceroso. Este método se conoce comúnmente como proceso de alta presión debido a las condiciones de operación. El polietileno resultante tiene una densidad de 0,915–0,930 g/cm³ y un peso molecular que oscila entre 15 000 y 40 000. Su estructura molecular es muy ramificada y laxa, con una configuración similar a la de un árbol, lo que explica su baja densidad; de ahí el nombre de polietileno de baja densidad.
(2) Polietileno de densidad media (MDPE)
El proceso de presión media consiste en polimerizar etileno a una presión de entre 30 y 100 atmósferas utilizando catalizadores de óxido metálico. El polietileno resultante tiene una densidad de 0,931 a 0,940 g/cm³. El polietileno de densidad media (MDPE) también puede producirse mezclando polietileno de alta densidad (HDPE) con polietileno de baja densidad (LDPE) o mediante la copolimerización de etileno con comonómeros como buteno, acetato de vinilo o acrilatos.
(3) Polietileno de alta densidad (HDPE)
En condiciones normales de temperatura y presión, el etileno se polimeriza mediante catalizadores de coordinación de alta eficiencia (compuestos organometálicos formados por tetracloruro de alquilaluminio y titanio). Gracias a su elevada actividad catalítica, la reacción de polimerización se completa rápidamente a bajas presiones (0–10 atm) y bajas temperaturas (60–75 °C), de ahí su nombre: proceso de baja presión. El polietileno resultante presenta una estructura molecular lineal y no ramificada, lo que contribuye a su alta densidad (0,941–0,965 g/cm³). En comparación con el LDPE, el HDPE exhibe una resistencia superior al calor, mejores propiedades mecánicas y mayor resistencia al agrietamiento por tensión ambiental.
Propiedades del polietileno
El polietileno es un plástico semitransparente, de color blanco lechoso y aspecto ceroso, lo que lo convierte en un material ideal para el aislamiento y el revestimiento de cables. Sus principales ventajas incluyen:
(1) Excelentes propiedades eléctricas: alta resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica; baja permitividad (ε) y tangente de pérdida dieléctrica (tanδ) en un amplio rango de frecuencias, con mínima dependencia de la frecuencia, lo que lo convierte en un dieléctrico casi ideal para cables de comunicación.
(2) Buenas propiedades mecánicas: flexible pero resistente, con buena resistencia a la deformación.
(3) Fuerte resistencia al envejecimiento térmico, fragilidad a bajas temperaturas y estabilidad química.
(4) Excelente resistencia al agua con baja absorción de humedad; la resistencia de aislamiento generalmente no disminuye cuando se sumerge en agua.
(5) Como material no polar, exhibe una alta permeabilidad a los gases, siendo el LDPE el que presenta la mayor permeabilidad a los gases entre los plásticos.
(6) Gravedad específica baja, todas por debajo de 1. El LDPE es particularmente notable con aproximadamente 0,92 g/cm³, mientras que el HDPE, a pesar de su mayor densidad, es de solo alrededor de 0,94 g/cm³.
(7) Buenas propiedades de procesamiento: fácil de fundir y plastificar sin descomposición, se enfría fácilmente tomando forma y permite un control preciso sobre la geometría y las dimensiones del producto.
(8) Los cables fabricados con polietileno son ligeros, fáciles de instalar y de terminar. Sin embargo, el polietileno también presenta varios inconvenientes: baja temperatura de reblandecimiento; inflamabilidad, emitiendo un olor similar al de la parafina al quemarse; escasa resistencia al agrietamiento por tensión ambiental y a la fluencia. Se requiere especial atención al utilizar polietileno como aislamiento o revestimiento para cables submarinos o cables instalados en caídas verticales pronunciadas.
Plásticos de polietileno para cables y alambres
(1) Plástico de polietileno aislante de uso general
Compuesto exclusivamente de resina de polietileno y antioxidantes.
(2) Plástico de polietileno resistente a la intemperie
Compuesto principalmente de resina de polietileno, antioxidantes y negro de humo. La resistencia a la intemperie depende del tamaño de partícula, el contenido y la dispersión del negro de humo.
(3) Plástico de polietileno resistente al agrietamiento por tensión ambiental
Utiliza polietileno con un índice de fluidez inferior a 0,3 y una distribución estrecha del peso molecular. El polietileno también puede reticularse mediante irradiación o métodos químicos.
(4) Plástico de polietileno con aislamiento de alto voltaje
El aislamiento de los cables de alta tensión requiere plástico de polietileno ultrapuro, complementado con estabilizadores de voltaje y extrusoras especializadas para evitar la formación de huecos, suprimir la descarga de resina y mejorar la resistencia al arco eléctrico, la resistencia a la erosión eléctrica y la resistencia al efecto corona.
(5) Plástico de polietileno semiconductor
Se produce añadiendo negro de humo conductor al polietileno, generalmente utilizando negro de humo de partículas finas y alta estructura.
(6) Compuesto de poliolefina termoplástica de baja emisión de humos y sin halógenos (LSZH) para cables
Este compuesto utiliza resina de polietileno como material base, incorporando retardantes de llama libres de halógenos de alta eficiencia, supresores de humo, estabilizadores térmicos, agentes antifúngicos y colorantes, procesados mediante mezcla, plastificación y peletización.
Polietileno reticulado (XLPE)
Bajo la acción de radiación de alta energía o agentes reticulantes, la estructura molecular lineal del polietileno se transforma en una estructura tridimensional (de red), convirtiendo el material termoplástico en un termoestable. Cuando se utiliza como aislante,XLPEPuede soportar temperaturas de funcionamiento continuo de hasta 90 °C y temperaturas de cortocircuito de 170 a 250 °C. Los métodos de reticulación incluyen la reticulación física y química. La reticulación por irradiación es un método físico, mientras que el agente de reticulación química más común es el DCP (peróxido de dicumilo).
Hora de publicación: 10 de abril de 2025