Принцип изготовления термоусадочных материалов, описание физико-химических процессов

Своими уникальными свойствами термоусадочные трубки обязаны материалу, из которого они изготовлены. В качестве основы для термоусаживаемых трубок используется радиационно модифицированный (сшитый) полиолефин.

Для справки: Полиолефины - это большая группа органических веществ, синтетические полимеры, продукты полимеризации олефинов. Наиболее распространенные полиолефины - полиэтилен и полипропилен. Важное значение в промышленности имеют также полиизобутилен и этилен-пропиленовый каучук. По масштабам производства и широте областей применения занимают 1-е место среди всех синтетических полимеров. Как уже говорилось выше, наиболее часто используемыми полиолефинами считаются, например: - полиэтилен (РЕ), - кополимер этилена (EVA).

Виды полиолефинов:

• Линейный низкоплотный полиэтилен (LLDPE).
• Полиэтилен низкоплотный (LDPE).
• Полиэтилен средней плотности (MDPE).
• Полиэтилен высокоплотный (HDPE).
• Необлученный полиэтилен

Несмотря на многие ценные свойства (совершенные диэлектрические свойства, хорошие механические и химические свойства, лёгкость переработки), необлученный полиэтилен имеет также и много недостатков. Эффективным методом улучшения параметров полиэтилена является его радиационное облучение (сшивка), под воздействием которого материал приобретает новые полезные свойства.

В чём заключается процесс радиационного облучения.
Термопластические материалы (например полиолефины) образованы из длинных, хаотически соединённых цепочек углерода (Рис.1). Радиация влияет на отделение некоторых атомов водорода от полимера (Рис.2). Благодаря этому две соседние цепочки полимера соединяются в местах, в которых атомы водорода отделились и нарушили равновесие, образовав, тем самым, сильные центры притяжения. Образуется сильное соединение цепочек, называемое «сетью» (Рис. 3). Если после этого нагреть сшитый полиэтилен до температуры плавления кристаллов полимера, то получится мягкий каучукообразный эластичный материал, а не тягуче-жидкая масса, в которую превратился бы необлученный полиэтилен.

Рис.1	Рис.2	Рис.3

Память формы

Полиэтилен в результате радиационного облучения и сшивки приобретает новое свойство, называемое «памятью формы», которое используется в производстве термоусаживаемых изделий. Сначала из полиэтилена на специальных аппаратах - экструдерах вытягивают трубку (для термоусаживаемых трубок) или отливают изделие в форме, которую оно должно приобрести после усадки (например труба диаметром 100 мм). Потом эта трубка подвергается радиационному облучению. Полиэтилен проходит процесс поперечной сшивки и изделие запоминает свое состояние ( приобретает «память формы»). Далее, на аппаратах - экспандерах - трубку при небольшом нагреве, или без такового, растягивают (раздувают), увеличивая ее диаметр. Теперь если эту трубку нагреть до температуры при которой нарушается жесткость кристаллической решетки полимера, то она возвращается к своей первоначальной форме (труба диаметром 200 мм усаживается до диаметра 100 мм). Усаживаясь, термоусадочные изделия образуют плотно прилегающую поверхность, принимают форму предмета, на котором происходит усадка, сохраняя свои изоляционные, защитные, антикоррозийные и декоративные свойства.